核技术及应用习题

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一.有一样品,用14MeV快中子做活化分析,通过
160(n,p) 16N(=反应,分析其中的 16
0,但

样品中含有
19F,亦可通过19F(n, )16N(二生成16N,同时知道19
F还可以通过

19F(n, p) 190(二生成19Q实验中照射样品300s,冷却10s,测16
N(氏=)1754KeV 的射线

(分支比为，内转换系数为)60s，得
16N峰面积记数为1985,再测量19
0

TI/2=30
S

)
1356 KeV的 射线(分支比为，内转换系数为)60s，得峰面积记数 为

1054。现已知中子通量密度为5 109中子/cm2*s,探测器效率为，19F丰度100% 16O丰
度%请你计算样品中
16O含量为多少克。(20分) 解：16X16N和19F—16N的16
N的总

计数1985
19F—19O 的 19
O 的计数 1054 \

由
19O计数求得19F含量，从而求出19F对16N计数的贡献，从16
N计数1985

中减去
19F对16N计数的贡献，则是由16O生成的16N的计数，从而可以求出16
O
的

含量，
由公式

MT —
「
M •
AT

—
N # g $
y 兀
£ D ■ C '

「
衷亜常数

Mi
计裁
M:翎幣品核毒El
慝子章
NA :
诃夫机鏡罗常数-&医2 X 1产

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1

& -丰產
c& :
中壬■诵儘
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舄
內转摆和分更:匕囚子叫览"內砖喚系数巧｝X分尅血 石：探测趙率
JS饱和因子=l.ezpDM)
D
積靈因子■
exp(- i

c
测量医于=1-旳

\ 带入相关的数据可求出WF=X 10-4克
则由X 10-4克
19
F
生成的160计数

N= ：' - - - - - J - ■ -
I
带入数据得N=982 1985-982=1003 贝广0含量W0带入相关数据得出为：
WO
=
X

10-4 克

2.在玻璃碳基体上，用真空喷镀法镀上一层 10nm厚的Au (M=197元素, 以
4MeV的 粒子入射，假设在入射和出射路径上的能损均为/ 10KeV在散射角 为170
度方向放置一探测器，那么在道宽为的多道谱仪中背散射谱中 Au峰的宽
度是多少
？
答：k= \ /
E1=E0X k=4X =
E2=
X

△ E=E1-E2=
所以Au峰的宽度是：〜12道
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输出的
241
Am的信号，

收系数，卩w是所要测的元素或化合物（灰分）的质量吸收系数，并且假设在中 能区
质量吸收系数与材料原子序数无关，请推导煤灰分含量的表达式。

解：重质量吸收系数ut=uw x cw+unX cm其中cw为灰分含量，cm为碳的
含量 cw+cm=1
R
m

c
w " '

整理可得.
(
W m
)
R( w m)

R
m m

c
w —

所以
(

4、如图所示,0点为钍射气220Rn释放点,,小闪烁室a和b的容积为均
为Vc，探测效率均为£，计数率分别为 CPM吞口 CPMb,2点至3点之间（包含可

3、已知一种煤灰分仪所用的2种放射源是241Am和6°Co,假设皮带空载时探 测
器输出的
241Am的信号是I。’，输出的60
Co的信号是I。"，I /是有煤时探测器

I"是有煤时探测器输出的60Co的信号，卩

m
是碳的质量吸

所以 ut=uw x cw+um<( 1-cw)
(1)

In
— In
x

2

T~

R
u

令

"I

R
U

ln I0".
-

由（1）式可得:
推出：
m) cw m ・ ( w m) cw m

w m) cw
w m) Cw

考虑到中能区质量吸收系数与原子序数无关有:

60
对
c
。
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调容器）的容积为W，220Rn的衰变常数为入，设气体的流动是稳定层流状态，

请推导管道流量Q测量的表达式？（ 10分）
可阁容醤
L 2

杠F闪悟至

b “
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4
答：各点浓度为:

c4 =
牛讥
ng
220Rn在小闪烁室a和b中的衰变率为:
DPM a =
DPM b= (C3 - C4)g =
厂此陀

ThA（216Po）的半衰期秒）很短，可以认为220Rn连续发射2个a粒子，则小
闪烁室a和小闪烁室b测到的a计数率为：

CPMa =2DPM as
CPM b =2DPM

竺冲
CPM t

所以气体流量
&国际规定，作为表达组织密度的统一单位 CT值的计算公式是什么？如

果水的吸收系数为1,空气的吸收系数为，空气的 CT值为多少?

小闪烁室a和小闪烁室b测到的a计数率比值为:

5、考古学家某动物化石，设同地质层中之长石内，钾于氩之比例为 90:10，
已知钾衰变成氩的半衰期为
x
10
9
年，请由此推算该动物距今多少年?

1 — N
八

心尹（】+沪

入=ln2/T
1/2

所以 t = x 109十 ln2)
x In(1+10/90) = x 10 8(年)

由此可知该动物距今
X
10
8

年。
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答：计算公式： cT直 竺一水IOOOH）；空气的CT值为：-woo。

Nt
n

f
f
f
E, $

a

水

197Au(n,y)198
Au

1
1妇 Alt + n --- ► 1 蜩 Ail ------- 1?8Ali

单能快中子辐照
En=1190 ke^
$ = 3xl08 cm 2 sec
ct = 0.077b 二 77 mb =0.077x1024 cm

l
；

2 —

2.696(1
W=10mg (n = 100%)

t：y=412
MV
£( =

£ = 0.9976
a = 0.0407, 1/(1 +a) =0.9609

trr = 50
h
- 1° h

求冷却停止时刻Y射线的强
度。
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介：
T1/2 = 2.696 d, X = 0.01071 h \

10x1
W=10 mg,
呵―亍"咖心

tin. = 50 li
S = i-^ = l-e_A<5° 1—严叫 ° =04146

D —
£一几 &Lo)— g 一几
TO
£?-0 01071x10 二
0.8984

-33^51血加宀。皿］宀“ 2
x 0.3887 X 0.4146 x 0.89S4 x 0.9976 x 0.9609 = 98$ “
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钏：O的中子活化分析
O
的中子活化分析

采用
16
O（U,
反应，

a）1^是它的干扰反应，都产生l6N-
W
0（B,
p）l#N的反应截面为90 mb,
LSF（n. a）1
^ g应的截面为＞7 mb,
数量级相同“ 待分

析样品中如果有对
b
O
分析会产生严重干扰.

"x的半衰期了.码p c
实验上利用半衰期差，测定从而确定用F含量.

29+4s

中子照射除1牛（叫⑴1卜反应外，
同时还发生反应。
为了扣除丹F的干扰，
实验上可通过测量
lf
r（n.

P
）LSo反应产生的19o.

测定过F的含最，
从实验测量的
19
r
的含最，计算它产生的怜

实验测量的"、中，扣除©叭的
得到产生的
16
N
和19o的半衰期差别很大

l9
O的半聂期却4
并

7.4s
7.4s
74s
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的叭
CF).

^-isoT-e w由一o
訪加

6h "30*, cos6h "QSfitiO 白i =0^ cou^ =
1

瓦
^llfixlO-^^rzn
1
/atom
Irl

2,
3,
4.

辐照后测暈
16
N-

这时测量的是O和F产生的和口
经过*例如5半衰期「％基本没有了
测量只是均6
由咗皿
p)
19
O反应截面可以计算出“F
含量.

知道
19F含量，利用咋(m a)16
N
截面，计算该反应产生

5, 实验测量的"乂是】、(O) +1#N (D,扣除"K (F).
6, 从16O(u? p)叭反应产生的16N (O),计算出lfiO
的含量*

垂fiA射%=「’