核輻射探測(cè)復(fù)習(xí)資料B

1、核技術(shù) 核探測(cè)復(fù)習(xí)材料一、簡答題：1射線與物質(zhì)發(fā)生相互作用有哪幾種方式？（ 5分） 答：射線與物質(zhì)發(fā)生相互作用（1）光電效應(yīng) （2）康普頓效應(yīng)（得2分）（3）電子對(duì)效應(yīng)（得2分）2典型的氣體探測(cè)器有哪幾種？各自輸出的最大脈沖幅度有何特點(diǎn)，試用公式表示。（5分） 答：典型的氣體探測(cè)器有（1）電離室（得1分）（2）正比計(jì)數(shù)管（得1分）（3）G-M計(jì)數(shù)管（得1分） 脈沖幅度：（1）電離室： （得1分）（2）正比計(jì)數(shù)管： （得0.5分）（3）G-M計(jì)數(shù)管 最大脈沖幅度一樣（得0.5分）3簡述閃爍體探測(cè)器探測(cè)射線的基本原理。（5分） 答：射線的基本原理通過光電效應(yīng) 、 康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)電子

2、（得1分），次級(jí)電子是使閃爍體激發(fā)（得1分），閃爍體退激發(fā)出熒光（得1分），熒光光子達(dá)到光電倍增管光陰極通過光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子（得1分），光電子通過光電倍增管各倍增極倍增最后全部被陽極收集到（得1分），這就是爍體探測(cè)器探測(cè)射線的基本原理。 注：按步驟給分。4常用半導(dǎo)體探測(cè)器分為哪幾類？半導(dǎo)體探測(cè)器典型優(yōu)點(diǎn)是什么？（5分） 答：常用半導(dǎo)體探測(cè)器分為(1) P-N結(jié)型半導(dǎo)體探測(cè)器（1分）(2) 鋰漂移型半導(dǎo)體探測(cè)器；（1分）(3) 高純鍺半導(dǎo)體探測(cè)器；（1分） 半導(dǎo)體探測(cè)器典型優(yōu)點(diǎn)是(1) 能量分辨率最佳；（1分）(2)射線探測(cè)效率較高，可與閃爍探測(cè)器相比。（1分）5屏蔽射線時(shí)為什么不宜選用重材料

3、？（5分）答：射線與物質(zhì)相互作用損失能量除了要考慮電離損失，還要考慮輻射損失（1分），輻射能量損失率 與物質(zhì)的原子Z2成正比（2分），選用重材料后，輻射能量損失率必然變大，產(chǎn)生更加難以防護(hù)的x射線（2分）。故不宜選用重材料。 注：按步驟給分。6中子按能量可分為哪幾類？中子與物質(zhì)發(fā)生相互作用有哪幾種方式。（5分）答案要點(diǎn)：第1問：快中子、熱中子、超熱中子、慢中子 答對(duì)3個(gè)以上得1分 第2問：中子的彈性和非彈性散射（1分）、中子的輻射俘獲（1分）、中子核反應(yīng)（1分）、中子裂變反應(yīng)（1分） 二、證明題：（共10分）1 （5分）試證明光子只有在原子核或電子附近，即存在第三者的情況下才能發(fā)生電子對(duì)效應(yīng)，

4、而在真空中是不可能的。答：答：對(duì)光子能量；（1分）動(dòng)量。（1分） 由能量守恒，有 （1分） 所以（1分）由此得到電子對(duì)的總動(dòng)量（1分） 可見，過剩的動(dòng)量必須由原子核帶走。2（5分）利用誤差傳遞公式 若對(duì)某放射性樣品重復(fù)測(cè)量K次，每次測(cè)量時(shí)間t相同，測(cè)得的計(jì)數(shù)為N1、N2，Nk,試證明計(jì)數(shù)平均值的統(tǒng)計(jì)誤差為：答：三、計(jì)算題。（共 60 分）1. （6分）已知質(zhì)子在某介質(zhì)中的電離損失率為，求相同能量的粒子的電離損失率。答：因?yàn)橘|(zhì)子和粒子都是重帶電粒子，它們與物質(zhì)相互作用時(shí)主要考慮電離損失， 公式： 現(xiàn)有計(jì)算題按步驟給分，沒有單位或者單位不對(duì)的扣掉1分；計(jì)算結(jié)果不對(duì)的，按步驟扣掉一半的分。2.（6分

5、）能量為1.50MeV的放射源放在鉛容器里，為了安全，必須使容器外的強(qiáng)度減小為原來的1/4000,試求容器壁至少需多厚。答：3. （6分）畫出下圖輸出電路的等效電路，并標(biāo)明極性。答：評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1）等效電路圖3分 具體分配，電流源、電容、電阻位置正確各得1分 2）極性 2分，只要正確標(biāo)出和說明極性均得3分4. （6分）本底計(jì)數(shù)率nb=15計(jì)數(shù)/min,測(cè)量樣品計(jì)數(shù)率n0=60計(jì)數(shù)/min,試求對(duì)給定的測(cè)量時(shí)間tb+ts來說凈計(jì)數(shù)率精確度最高時(shí)的最優(yōu)比值tb/ts;若凈計(jì)數(shù)率的誤差為5，tb和ts的最小值是多少？答：計(jì)算題按步驟給分，沒有單位或者單位不對(duì)的扣掉1分；計(jì)算結(jié)果不對(duì)的，按步驟扣掉一半的

6、分。5. (8分)死時(shí)間分別為30和100的探測(cè)器A和B，若B探測(cè)器的死時(shí)間漏計(jì)數(shù)率是A探測(cè)器死時(shí)間漏計(jì)數(shù)率的兩倍，求應(yīng)測(cè)的計(jì)數(shù)率是多少？答：注：計(jì)算題按步驟給分，沒有單位或者單位不對(duì)的扣掉1分；計(jì)算結(jié)果不對(duì)的，按步驟扣掉一半的分。6.(8分)試就以下條件畫出硅面壘探測(cè)器的期望微分脈沖幅度譜：（a） 5MeV入射粒子，探測(cè)器的耗盡深度大于粒子的射程。（b） 5MeV粒子，探測(cè)器的耗盡深度為粒子射程之半。（c） 情況同（a），但5MeV粒子已經(jīng)經(jīng)過一塊吸收體，其厚度等于該物質(zhì)中射程的一半。答：根據(jù)射程方程 （a）因探測(cè)器的耗盡深度大于粒子的射程，粒子把能量全部損失在探測(cè)器中，相應(yīng)能譜峰位能量=5

7、.3Mev （得2分）（b）當(dāng)=5Mev時(shí)先經(jīng)過R厚度物質(zhì)后，進(jìn)入探測(cè)器，損失在探測(cè)器里面的粒子能量由題意得 （得4分） （c）相應(yīng)的能量為由于探測(cè)效率不變，因此峰面積應(yīng)該相等，只是峰位改變。7. （10分）詳細(xì)分析24Na的2.76Mev g射線在閃爍體中可產(chǎn)生哪些次級(jí)過程?并計(jì)算該g射線在NaI(T1)單晶譜儀的輸出脈沖幅度譜上，康普頓邊緣與單逃逸峰之間的相對(duì)位置。并畫出下列兩種情況下該g射線在NaI(T1)單晶譜儀的輸出脈沖幅度譜圖1 NaI(T1)晶體為 小晶體時(shí)2 NaI(T1)晶體為無限大晶體時(shí)答：解：1）光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，電子對(duì)效應(yīng)。（全對(duì)得2分，不全者得1分） 2）單逸峰 E=2.76-0.511=2.249Mev (得1分) 散射光子最小能量= 反沖電子最大能量即康普頓邊緣 （得1分） 3)中等晶體 注：每標(biāo)對(duì)1個(gè)得0.5分4）無限小晶體，注：每標(biāo)對(duì)1個(gè)得0.5分8. （10分）設(shè)在平行板電離室中粒子的徑跡如圖所示,徑跡長度為L,假設(shè)沿徑跡各處的單位路程上產(chǎn)生的離子對(duì)數(shù)N相等,且電子的漂移速度W,試求電子的電流脈沖。LD答：分三種情況討論：1）當(dāng)時(shí)，即電子全部到達(dá)正極板，電子的電流脈沖；（得2分）2）當(dāng)時(shí)，即沒有