核輻射探測(cè)習(xí)題解答

1、第二章氣體探測(cè)器1設(shè)由平行金屬板構(gòu)成的電極系統(tǒng)，極間距離2cm，內(nèi)充氬氣1.5個(gè)大氣壓，二極板上加了 1000伏的電位差。問(wèn)正離子由正極表面漂移到負(fù)極表面所需的時(shí)間為多少？d解：由w =(一)=(公式2.6a)和t =得pdpw2 2 1.5 =4.38 (ms) 航 1.37x10002、氣體探測(cè)器兩端收集到的離子對(duì)數(shù)和兩端外加電壓存在一定的關(guān)系，具體分為哪幾個(gè)區(qū)?答：復(fù)合區(qū)、飽和區(qū)、正比區(qū)、有限正比區(qū)、G-M計(jì)數(shù)區(qū)、連續(xù)放電區(qū)。3、設(shè)在平行板電離室中 a離子的徑跡如圖所示，徑跡長(zhǎng)度為L(zhǎng)。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-，求電子的電流脈沖。(假設(shè)a粒子

2、的徑跡是在瞬間完成的)解：(1 )當(dāng) Ovtvt。時(shí)，to-L cos0eNL(2)當(dāng)t。乞t乞tmax時(shí),I (t) =xNw- d由三角形相似，可推知，x二D 一“cos0因此，I (t) = New ( D -tw J Dcos 0-J(3)當(dāng) t>tmax 時(shí)，tmax, 1 ( t)=0w4、離子脈沖電離室與電子脈沖電離室的主要差別是什么？答：(1 )工作條件：前者 RC<<T +后者 T-<RC<<T +(2) 脈沖貢獻(xiàn)：前者是正離子的貢獻(xiàn)，后者是電子飄移貢獻(xiàn);(3) 優(yōu)點(diǎn)：前者可用于測(cè)量入射粒子的能量。后者可獲得較高計(jì)數(shù)率。(4) 缺點(diǎn)：前者脈

3、沖較寬，限制了計(jì)數(shù)速度。后者不能精確測(cè)量粒子的能量。5、有一累積電離室，每秒有104，粒子射入其靈敏體積并將全部能量損耗于其中，已知E . =3.5MeV，電離室內(nèi)充的純氬氣，試求累積電離室輸出的平均電流。：n°ei Q ne01 二 二 二解:t tt5 3"064i9二104 1.6 10J926.410=3.2110( A)6、有一充氬的電離室（F=0.2），試計(jì)算用它來(lái)測(cè)定 5MeV的粒子能量時(shí)，所能達(dá)到的最佳 分辨率。解：由公式（2.28）可得：=0.24%(V)9147 （1 ）、活度為5.55匯10 Bq的 C B線源（B射線的平均能量為 50keV），置于充

4、Ar的4 n 電離室內(nèi)，若全部粒子的能量都消耗在電離室內(nèi)，求飽和電流是多少？解：由已知條件可得：I = Aceco50 1039J95.55 109 1.6 1026.4= 1.68 10“A（由于是4 n電離室，且電離室對(duì) B的本征效率：、100%，因此'總=100%）8 （2）、極間距離為5cm，具有150pF電容的平行板電離室工作電子靈敏方式。計(jì)算離陽(yáng)極 2cm處形成1000個(gè)離子對(duì)產(chǎn)生的脈沖幅度。解：對(duì)于平行板電離室，電子對(duì)脈沖幅度的貢獻(xiàn)為：-N oexoVmax（公式218）cd依題意知 X。=2cm,d =5cm, c =150pF, No =1000,e = 1.6 10

5、"c所以,Vmax1000 1.6 10"150 1042-=4.27 10 J59(4)、一個(gè)具有比較好的信噪比特性的放大器給定10mv的最小輸入脈沖。如果測(cè)量500kev的X射線，在一個(gè)具有 200pF的充Ar正比計(jì)數(shù)管中需要多大的氣體放射因子？解：對(duì)于正比計(jì)數(shù)管：一個(gè)光子射線產(chǎn)生粒子對(duì)數(shù)為N。=：旦，C =26.4ev)co由公式(2.38)可知V飽和二-MN °e/C可知?dú)怏w放大因子皿=竺=10衛(wèi)3衛(wèi)二浮=66。+I、105cm/s)，正離子漂Exe5<10<1.10910、計(jì)算出如圖所示電離室中(a)，(b)，(c)三處產(chǎn)生的一對(duì)離子因漂移而

6、產(chǎn)生的 I- (t)、Q+ (t)、Q- (t)分別為何？(假定所加電壓使電子漂移速度為5d=2cm)。移速度為105cm/s。正離子漂移速度為 103cm/s， 解：公式(2.22) I (t)二叢？( we+w )d(1) a點(diǎn)：靠近陰極正離子貢獻(xiàn)的電流 I (t )=0，電子所貢獻(xiàn)的電流1( t) = wed血空1052=8 10 45 (A)_19Q (t) =0，Q(t) =e = 1.6 10(2) b點(diǎn)：處于兩極板正中間正離子貢獻(xiàn)的電流1(t)=-W :d1.6 10“2317勺01 2 3= 8"0(A)電子所貢獻(xiàn)的電流1( t)_ e=_ Wed e1.6 1095_1510 =8 10(A)2正離子貢獻(xiàn)的電流I (t)1.6 1010