(完整word版)核輻射探測復(fù)習(xí)資料B

1、核技術(shù)核探測復(fù)習(xí)材料一、簡答題：1. Y射線與物質(zhì)發(fā)生相互作用有哪幾種方式？（ 工分）答：丫射線與物質(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）電子對效應(yīng)（得2分）2. 典型的氣體探測器有哪幾種？各自輸出的最大脈沖幅度有何特點，答：典型的氣體探測器有（1） 數(shù)管（得1分）試用公式表示。（5分）電離室（得1分）（2）正比計數(shù)管（得1分）（3）G-M計脈沖幅度：（1 ）電離室：vE ew C（得 1分）（2）正比計數(shù)管：v M ?£-（得 w C0.5分）（3） G-M計數(shù)管最大脈沖幅度一樣 3簡述閃爍體探測器探測丫射線的基本原理。答：丫射線的基本原理通過光電效應(yīng)、分）,

2、次級電子是使閃爍體激發(fā)（得 0.5 分）（5分）康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)產(chǎn)生次級電子（得1（得1分），閃爍體退激發(fā)出熒光（得1分），熒光光子達(dá)到（得1分）,光電子通過光電倍增管各倍增極倍光電倍增管光陰極通過光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子 增最后全部被陽極收集到注：按步驟給分。4 .常用半導(dǎo)體探測器分為哪幾類？半導(dǎo)體探測器典型優(yōu)點是什么？ （5分）答：常用半導(dǎo)體探測器分為 （1） P-N 結(jié)型半導(dǎo)體探測器 （1分）（2）鋰漂移型半導(dǎo)體探測 器；（1分）（3）高純鍺半導(dǎo)體探測器；（1分）半導(dǎo)體探測器典型優(yōu)點是 （1）能量分辨率最佳；（1分）（2）射線探測效率較高，可與 閃爍探測器相比。（1分）5.屏蔽B射線時為

3、什么不宜選用重材料？ （5分）答：B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（得1分）,這就是爍體探測器探測丫射線的基本原理。（1分），輻dE= NZ2dX rad m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：第1問：快中子、熱中子、超熱中子、慢中子答對3個以上得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）、中子核反中子裂變反應(yīng) （1分）射能量損失率應(yīng)（1分）、二、證明題

4、:（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 子對效應(yīng)，而在真空中是不可能的。答：答：對光子能量hE h ; （1分）動量P。 （1分）c由能量守恒，有所以h T Te 2m0c2 2mc2e（1 分）由此得到電子對的總動量hm 22c2（1 分）P 2mv可見，P P，過剩的動量必須由原子核帶走。2.（ 5分）利用誤差傳遞公式Xi2x1X222x22y2XnXn若對某放射性樣品重復(fù)測量K次,每次測量時間t相同，測得的計數(shù)為N、N2,N k,試證明計（NTK悚2N2Nk2（得1 分）2N12N1 ,n2N2,2NkNk,（得1分）數(shù)平均值的統(tǒng)計誤

5、差為: 答:N1N2Nkk因為N1,N2 Nk具有統(tǒng)計誤差性， 根據(jù)誤差傳遞公式，NkN2（1）2Nk（得 1分）所以得證N JN/k （得1分）三、計算題。（共_62分）1.（6分）已知離損失率。答：因為質(zhì)子和 公式：1MeV質(zhì)子在某介質(zhì)中的電離損失率為A，求相同能量的粒子的電Son粒子都是重帶電粒子，它們與物質(zhì)相互作用時主要考慮電離損失,2 44 ne NB （得 1分）dEdx ionmov2因Ep1 2-mpVp2 p p1 24vpE m V 2,4mpm（得2分）因2zpdESon p 現(xiàn)有 _dxion（得份）,2 44% e2-gVpNB A,所以:SiondE16dx ion

6、A 244 np e712 44 血 e nbm0VNB 16A （得 2分）2gVp計算題按步驟給分， 沒有單位或者單位不對的扣掉1分；計算結(jié)果不對的，按步驟扣掉一半的分。2. （6分）為原來的答：能量為1.50MeV的丫放射源放在鉛容器里，為了安全，必須使容器外的強度減小1/4000,試求容器壁至少需多厚。當(dāng)E根據(jù)3. （6分）答：1.5Mev時,查表I l0eux ge0.0517cm-2/gmum xmu UmlnhX亠0.586214.15cm（得 1 分）或者：|4Xm 一-0.0517cm-2/g,（得 1分）（得 2分）11.34g / cm30.5862cm 1 （得 1分）

7、甞（得1分）cm 2（得 2分）160.43g /結(jié)果沒有單位或者單位不對的扣1分 計算結(jié)果有不對的，每步扣掉一半的分 畫出下圖輸出電路的等效電路，并標(biāo)明極性。!F k£-=-4.（6分）時間t b+ts來說凈計數(shù)率精確度最高時的最優(yōu)比值 的最小值是多少？答：tstb7nstsnbtbns nbf6oV2tb tb6015150.05（得 2 分）tb8.9 mints17 . 8 min本底計數(shù)率nb=15計數(shù)/min,測量樣品計數(shù)率 n（=60計數(shù)/min,試求對給定的測量 t b/t s；若凈計數(shù)率的誤差為5%, tb和ts計算題按步驟給分， 沒有單位或者單位不對的扣掉1分；計

8、算結(jié)果不對的，按步驟扣掉一半的分。5. （8分）死時間分別為30 S和100 S的探測器A和B,若B探測器的死時間漏計數(shù)率是A探測器死時間漏計數(shù)率的兩倍，求應(yīng)測的計數(shù)率是多少？答：因n01 n得 n0-n n0n得：nn01（得1分）據(jù)題意:2（ n0 nA已知：A)A帶入得:解得:A 30S， BgnB100)Bn0（得1分）（得1分）n。non030non。non0 BB(得1分)10-610430s-110-6n。1 n。100（得1分）6 100 10-6(得 1分)103注：計算題按步驟給分，沒有單位或者單位不對的扣掉 一半的分。6.（8分）試就以下條件畫出硅面壘探測器的期望微分脈沖

9、幅度譜：5MeV入射粒子，探測器的耗盡深度大于粒子的射程。5MeV粒子，探測器的耗盡深度為粒子射程之半。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 程的一半。答：根據(jù)射程方程1分；計算結(jié)果不對的，按步驟扣掉(a)(b)(c)R00.318E1.5(cm)（a）因探測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器中,應(yīng)能譜峰位能量E =5.3Mev(得 2 分)1（b）當(dāng)E =5Mev時先經(jīng)過一R2厚度物質(zhì)后,進(jìn)入探測器，損失在探測器里面的3子能量 E '由題意得E 21-E5.592(5.59) 33.15MeV(得 4 分)（c）相應(yīng)的能量為E E5

10、 3.151.85MeV2解：1）光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，電子對效應(yīng)。（全對得2分，不全者得1分）單逸峰 E=2.76-0.511=2.249Mev （ 得 1 分）1 分）3）散射光子最小能量E；呂1呂1反沖電子最大能量即康普頓邊緣中等晶體2rnieCEecos2.760.511E ' 2.760.234Mev0.2342.526Mev （得由于探測效率不變，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 射線在閃爍體中可產(chǎn)生哪些次級過程？并計算該射線在Nal（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 間的相對位置。并畫出下列兩種情況下該射線在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2. NaI（T1）晶體為無限大晶體時 答：2注：每標(biāo)對1個得0.5分4）無限小晶體，注：每標(biāo)對 1個得0.5分8. （1E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)生的離子對數(shù)N相等，且電子的漂移速度 W-，試求電子的電流脈沖。答：分三種情況討論：le 0 ；（得 2 分）D1 ）當(dāng)t 時，即電子全部到達(dá)正極板，電子的電流脈沖W此時電子的電流脈沖：DLcos 時，即沒有電子到達(dá)正極板，WleL?N ?eW；（得 2 分）Dt ，即有部分電子到達(dá)負(fù)極