核輻射探測器及核電子學(xué)

1、核輻射探測器與核電子學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題1、 填空題(20分，每小題2分)兩種：激發(fā)、電離三種：康普頓散射、光電效四種：激發(fā)、電離、形成離1. a粒子與物質(zhì)相互作用的形式主要有以下2. .丫射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下應(yīng)、形成電子對3. B射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下子對、形成電子-空穴對、物致輻射4. 由NaI(Tl)組成的閃爍計數(shù)器，分辨時間約為：匹以s； G-M計數(shù)管的分辨時間大約為：一百以s5. 電離室、正比計數(shù)管、 G-M計數(shù)管輸由的脈沖信號幅度與 入射射線的能量成正比。6. 半導(dǎo)體探測器比氣體探測器的能量分辨率高，是因為：其體積更小、其密度更大、其電離能更低、其在低溫下工作

2、使其性能穩(wěn)定、氣體探測器有放大作用而使其輸由的脈沖幅度離散性增大7. 由ZnS(Ag)組成的閃爍計數(shù)器，一般用來探測 旦射線的 »8. 由NaI(Tl)組成的閃爍計數(shù)器，一般用來探測 丫、X射線的 能量、強度、能量和強度9. 電離室一般用來探測 a、3、丫、X、重帶電粒子 射線的 能量、強度、 能吊和強度。10. 正比計數(shù)管一般用來探測 8、Y、X射線的 能量11. G-M計數(shù)管一般用來探測a、3、Y、X射線的 強度12. 金硅面壘型半導(dǎo)體探測器一般用來探測q射線的 能量、強度、能量和強度13. Si(Li)半導(dǎo)體探測器一般用來探測a、 B、 Y、X射線的 能量:、強度、能量和強度1

3、4. HPGe半導(dǎo)體探測器一般用來探測a、B、丫、X、帶電粒子、重帶電粒子射線的能量15. 對高能丫射線的探測效率則主要取決于 探測器的有效體積16. 對低能丫射線的探測效率則主要取決于“窗”的吸收17. G-M計數(shù)管的輸由信號幅度與 工作電壓 無關(guān)。18. 前置放大器的類型主要分為以下 三種：電壓型、電流型、電荷靈敏型19. 前置放大器的 兩個主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配。20. 譜儀放大器的 兩個主要作用是：信號放大、脈沖成形21. 濾波成效電路主要作用是：抑制噪聲、改造脈沖波形以滿足后續(xù)測量電路的要求22. 微分電路主要作用是：使輸入信號的寬度變窄和隔離低頻信號23. 積分電路主要

4、作用是： 使輸入信號的上升沿變緩和過濾高頻噪聲24. 單道脈沖幅度分析器作用是：選擇幅度在上下幅別閾之間的信號25. 多道脈沖幅度分析器的道數(shù) （M）指的是：多道道脈沖幅度分析器的分 辨率26. 譜儀放大器的線性指標(biāo)包括：積分非線性INL、微分非線性 DNL2、 名詞解釋及計算題（10分，每小題5分）1 .能量分辨率：表征丫射線譜儀對能量相近的 丫射線分辨本領(lǐng)的參數(shù)，可用 全能峰的半高寬度 FWH峨相對半高寬度表示2 .探測效率：定義為探測器輸由信號數(shù)量（脈沖數(shù)）與入射到探測器（表面）的粒子數(shù)之比3 .儀器譜：由儀器（探測器）探測（響應(yīng)）入射射線而輸由的脈沖幅度分布圖， 是一連續(xù)譜4 . 能譜

5、：脈沖幅度經(jīng)能量刻度后就可以得到計數(shù)率5 . 全能峰： 入射粒子以各種作用方式（ 一次或多次） 將全部能量消耗在探測器內(nèi)而形成的儀器譜峰6 .逃逸峰：若光電效應(yīng)在靠近晶體表面處發(fā)生，則X射線可能逸由晶體，相應(yīng)的脈沖幅度所對應(yīng)的能量將比入射光子能量小，這種脈沖所形成的峰稱為全能峰7 .特征峰：許多放射源本身具有特征X射線它們在能譜上形成的峰為特征X射線峰8 . 分辨時間：第一個脈沖開始到第二個脈沖幅度恢復(fù)到Vd 的時間，該時間內(nèi)探測器無法記錄下進入計數(shù)管的粒子9 . 死時間： 入射粒子進入計數(shù)管引起放電后，形成了正離子鞘，使陽極周圍的電場削弱，終止了放電。這時，若再有粒子進入就不能引起放電，直到

6、正離子鞘移出強場區(qū)，場強恢復(fù)到足以維持放電的強度為止。這段時間稱為死時間。10 .試粗略計算6.0MeV的a粒子在電離室和金硅面壘探測器中產(chǎn)生的初始電離（ 離子對數(shù)目） ， 并以此說明金硅面壘半導(dǎo)體探測器能量分辨率比正比計數(shù)管高的原因。電離室是氣體探測器，金硅面壘探測器是半導(dǎo)體探測器，它們的平均電離能（W）大約分別為30eV和3eV。所以：電離室產(chǎn)生的初始電離（N1）=6000000/30=200000 （對） 金硅面壘探測器產(chǎn)生的初始電離（N2）=6000000/3=2000000 （對）可見，N2比N1大10倍，即N2因統(tǒng)計漲落產(chǎn)生的相對標(biāo)準(zhǔn)差比N1小，金硅面壘探測器的能量分辨率 （FWH

7、M比電離室好。3、 論述題（30 分，每小題10 分）1 .簡述閃爍計數(shù)器探測 Y射線的工作過程。答題要點：發(fā)光過程、光電轉(zhuǎn)換過程、電子倍增過程、信號形成過程1 .發(fā)光過程：入射粒子使閃爍體的原子核激發(fā)電離產(chǎn)生熒光光子2 .光電轉(zhuǎn)換過程：熒光光子在光電倍增管的光陰極（ K極）上由于光電效應(yīng) 而轉(zhuǎn)化為光電子3 .電子倍增過程：K極發(fā)生的電子在第一打拿極上打生的N倍電子第一極在第二極上打由N倍電子，最后在陽極上收集到一大群電子4 .脈沖信號形成過程：陽極上的電子在前置放大器上通過放大形成脈沖信號2. 簡述核輻射探測器探測效率曲線的一般特征。（曲線自己畫哈）1 .E較低時，n隨入射能量E增加而增加；

8、取決于窗口吸收2 .E增大到一定數(shù)值，到達(dá)最大值，在一定時間保持穩(wěn)定3 .E繼續(xù)增大，n隨E的增大而減小，此時取決于探測器厚度3. 簡述正比計數(shù)器的工作原理。正比計數(shù)器工作于正比區(qū)， 在離子收集的過程中由現(xiàn)氣體放大現(xiàn)象， 即被加 速的原電離離子在電離碰撞中逐次倍增而形成電子雪崩。于是，在收集電板上感生的脈沖幅度V8將是原電離感生的脈沖幅度的 M倍，即a=年，M為c 二氣體放大系數(shù)，No為原電離離子對數(shù)，Co為K,C兩電極間電容，負(fù)號表示 負(fù)極產(chǎn)生脈沖。并且在確定的工作條件下，氣體放大倍數(shù)與原初電離無關(guān)。4. 簡述多道脈沖幅度分析器的一般構(gòu)成及其工作特征。答題要點：三個組成部分一一脈沖峰值保持器

9、、ADC MCB四個過程一一脈沖峰值保持過程、ADC過程、數(shù)據(jù)處理過程、復(fù)位過程。1基本構(gòu)成：脈沖峰值保持器 ADC多道數(shù)據(jù)緩存器 外設(shè)PC2工作過程：峰值保持過程：信號進入脈沖峰值保持器，跟信號并保持峰值到復(fù)位信號，同時在峰位過去后給ADC發(fā)生啟動變換的信號 A/D變換 過程（數(shù)字化過程）：ADC被啟動進行一次變換，當(dāng)變換結(jié)束時，輸由變換 結(jié)果m （m代表道址，脈沖幅度，能量），同時輸由一個變換信號給 MCB）計 數(shù)過程（寄存器計數(shù)方式）：首先是MCBA RAM勺第m個寄存器讀生原有的 讀數(shù)Nm再加上1 （Nm=Nm+1,接下來將NmM寫回第m個寄存器5. 簡述前置放大器的作用、分類及主要特

10、點。，刀刀刀刀刀刀1 . 主要作用：提高系統(tǒng)的信噪比減小信號經(jīng)電纜傳送時外界干擾的影響阻抗匹配（由于 D的Rin很大，屏蔽能力弱。所以需進行幅度放大或功率放大）2 .分類及特點：積分放大器：包括電壓靈敏型電荷靈敏型：特點是輸生信號幅度正比與輸出電流對時間的積分即輸出信號的幅度與探測器輸出的總電荷量成正比電流型放大器：包括電流靈敏前置放大器；特點輸出信號波形與探測器輸出電流信號的波形保持一致6 簡述譜儀放大器中微分電路、積分電路、基線恢復(fù)器的主要作用。1 .微分電路作用：a、使長尾變短，減小信號的堆積（高通濾波相當(dāng)于隔直電容（注：對噪聲信號無用）b、高通濾波2 .積分電路的作用：a、使前沿變緩，

11、后沿不變b、低頻通過，高頻濾去，低頻濾波3 . 基線恢復(fù)器作用：將信號產(chǎn)生的 “基線” （輸出端的直流電壓，恢復(fù)到 “先前”的水平）7 簡述穩(wěn)譜電路的工作原理。1 .首先說穩(wěn)譜電路分類：硬件穩(wěn)譜軟件穩(wěn)譜2 . 硬件穩(wěn)譜工作原理：由上下道輸出脈沖選入可逆計數(shù)器，進行差值計數(shù)（上道作減法，下道作加法），其結(jié)果經(jīng)數(shù)模變換器轉(zhuǎn)換成控制電壓，去調(diào)整閃爍計數(shù)器的高壓。當(dāng)峰位右移輸由脈沖幅度增大時，則 n ±>n下，可逆計數(shù)器輸由數(shù)減小，經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到電壓值降低，使高壓降低，閃爍體輸由幅度變小。反之，當(dāng)輸由脈沖幅度變小時，n上n下，可逆計數(shù)器輸由數(shù)增大,經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到電壓值增高，使電壓上升，閃爍

12、體輸由幅度變大，通過以上反 饋，使脈沖幅度得以保持。軟件手選譜工作原理：通過重新進行能量刻度的 方法來穩(wěn)譜8.簡述開關(guān)電源（DC/DC變換器）的工作原理及其特點。能量分辨率探測效率用途使用環(huán)境價格注息事項氣探較好較局a、B、丫、X 中子。重帶電 粒子高壓、常溫便宜電壓積 分性。外界電 磁場干 擾閃爍較局高a BX丫常溫有的較復(fù)、大部分貴工作環(huán)境 溫 度、濕度、電 壓穩(wěn)定 性半導(dǎo)探高低a、B、丫、X 中子。重帶電 粒子有的可 在常 溫、有 的需高 溫大部分貴工作環(huán)境溫度四、 綜合題（40分，每小題20分）1. 以表格方式比較氣體探測器、 閃爍計數(shù)器、半導(dǎo)體探測器的主要特性、特點（著重比較探測器效

13、率、能量分辨率、價格、用途及使用中的注意事項等）。氣體探測器閃爍計數(shù)器半導(dǎo)體探測器能量分辨率中低高探測效率低高中使用環(huán)境價格低中高主要用途其它2. 畫由單道脈沖幅度分析器的工作原理圖、工作波形，簡述其工作過程及主要特點。（1）工作原理圖其中反符合電路邏輯功能如下表:符合主場1001反符合主場0011輸由1000（2）工作波形（3）工作過程：a、V<Vl：上下甄別器均無輸由，反符合電路無輸由b、VlvVv%:上 無輸由，下 有輸由，反符合電路有輸由 c、V>M:上下甄別器均有輸由，反符合電路無輸由（4）主要特點：a、單道脈沖幅度分析器由上下甄別器及反符合電路組成b.只有輸入脈沖落入給

14、定電壓 （閾電單）范圍（Vu）內(nèi)時才有邏輯脈沖輸由， 只有得到信號輸入端單獨有信號的才有輸入，若都有或都無信號輸入則無輸由，測量誤差較大c.針測一個能譜仍需逐點改變閾值，易受儀器不積定影 響d、結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，可以選擇幅度范圍或能量范圍作為校正信號 3.畫由一般的線性脈沖放大器的原理框圖、指由各部分的主要作用、主要節(jié)點的波形變化。答題要點：五個組成部分一一微分電路或極零相消電路、可調(diào)放大電路、積 分電路、輸由級、基線恢復(fù)器、（限幅器）4 畫由無源CDD基線恢復(fù)器的電路簡圖，簡述其工作原理。（簡圖自己畫）D1, D2為攣生二極管，特性完全一致。工作過程：a.充電過程：當(dāng)脈沖來時，電容充電（左

15、正右負(fù)），u0增加，因為D2接地UD-U0<UD,所以D1截止，I1經(jīng)D2接地，充電電流為I2，沖到 脈沖結(jié)束為止b.放電過程：脈沖過后，由于Uc作用，U0為負(fù)，D1導(dǎo)通，D2截止（U0=U0+UD 1, 流過D1電流11=212 ,所以電容C以電流I2放電5 畫出一般線性放電法多道脈沖幅度分析器的原理框圖、簡述其工作過程、指出各主要節(jié)點的波形變化、給出變換時間的計算公式。O一脈沖峰值保持器一一 ADC-多到數(shù)據(jù)緩存器一一外設(shè) PC/uP OMCA MCB工作過程：a. 峰值保持過程：信號進入脈沖峰值保持電路，跟蹤信號并保持峰值到復(fù)位信號，同時要峰值過去后給 ADC發(fā)生啟動變換的信號b.

16、 A/d轉(zhuǎn)換過程（數(shù)字化過程）：ADCM啟動進行一次變換，當(dāng)變換結(jié)束時輸 由變換結(jié)果m （m代表道址，脈沖幅度，能量），同時輸由一個變換結(jié)束信 號給 MCBc.數(shù)據(jù)處理過程（寄存器計數(shù)）：首先是MC映RAM勺第m個寄存器中讀生 原有數(shù)據(jù)Nm再加I （Nm=Nm+I,接下來將Nm在寫回第m個寄存器d. 復(fù)位過程：讀寫結(jié)束，電路復(fù)位，允許輸入信號進入峰值保持器。6 NaI 閃爍伽瑪探頭的基本構(gòu)成及其工作過程。（基本構(gòu)成自己畫）工作過程：a. 發(fā)光過程：受激原子退激時發(fā)射紫外光過程b.光電轉(zhuǎn)換過程：閃爍體發(fā)生的光子到達(dá)PMT的光陰極（K極），發(fā)生光電效應(yīng)c.光電倍增過程；光電子進入PMT逐級倍土!過

17、程， 2 10A6倍（36） An d.信號形成過程：PMT?"生的大量電子在 A極（陽極）上被收集，形成脈沖信號核技術(shù) 探測復(fù)習(xí)材料一、簡答題：（共丑5分）1 .帶電粒子與物質(zhì)發(fā)生相互作用有哪幾種方式？ （5分）與原子核彈性碰撞；（核阻止）（1分）與原子核的非彈性碰撞；（物致輻射）（1分）與核外電子彈性碰撞；（1分）與核外電子的非彈性碰撞；（電離和激發(fā)）（1分）正電子湮滅；（1分）2 .氣體探測器兩端收集到的離子對數(shù)和兩端外加電壓存在一定的關(guān)系。具工作也正£ V >體如下圖所示。（5_分）填空:I 復(fù)合區(qū)（1分）n飽和區(qū)（電離室區(qū)） （1分）田 正比（計數(shù)）區(qū)（1分

18、）IV有限正比區(qū)（1分）V G-M 區(qū) （1分）注：1）有限區(qū)的0.5分3.通用閃爍體探頭的組成部件有那些？為什么要進行避光處理？（答案要點1）閃爍體（1分）、光學(xué)收集系統(tǒng)（1分）（硅油和反射層）、 光電倍增管（1分）、2）光電倍增管的光陰極 （1分）具有可見光光敏性 （1分），保護光電倍增管。4 . PN結(jié)型半導(dǎo)體探測器為什么要接電荷靈敏前置放太摧初而5分）答：由于輸由電壓脈沖幅度h與結(jié)電容 Cd有關(guān)（1分），而結(jié)電容隨偏壓（2分）而變化，因此當(dāng)所加偏壓不穩(wěn)定時，將會使h發(fā)生附加的漲落，不利于能譜的測量；為解決該矛盾，PN結(jié)半導(dǎo)體探測器通常不用電壓型或電流型前置放大器， 而是采用電荷靈敏前置

19、放大器。電荷靈敏放大器的輸入電容極大，可以保證 C入>> Cd , （2分）而C入是十分穩(wěn)定的，從 而大大減小了 Cd變化的影響?？梢员ＷC輸由脈沖幅度不受偏壓變化的影響。注）1所有講述半導(dǎo)體探測器原理得1分5 .衡量脈沖型核輻射探測器性能有兩個很重要的指標(biāo)，這兩個指標(biāo)是指什 么？為什么半導(dǎo)體探測器其中一個指標(biāo)要比脈沖型氣體電離室探測器好，試用公式解釋？ （ 5_分）答案要點：第1問： 能量分辨率（1.5分）和探測效率（1.5分） 注：1）答成計數(shù)率得1分第 2 問：=2.36：%（1 分）w 0半導(dǎo)體*w 0氣體電離室（1分）6 .中子按能量可分為哪幾類？常用的中子探測方法有哪些？

20、 （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：核反沖法（1分）核反應(yīng)法（1分）、活化法（1分）、核裂變法（1分）7.試定性分析，分別配以塑料閃爍體及NaI（T1）閃爍晶體的兩套閃爍譜儀所測得0.662MeV尸射線譜的形狀有何不同？ （5分）答案：由于塑料閃爍體有效原子序數(shù)Z、密度p及發(fā)光效率（3點得1分）均低于NaI（T1）閃爍晶體，對測得的 0.662MeV尸射線譜的形狀，其總 譜面積相應(yīng)的計數(shù)（得 1分）、峰總比（得1分）、全能峰的能量分辨 率（得1分）均比NaI（T1）閃爍晶體差，甚至可能沒有明顯的全能峰（得1分）。注：抓住要點給分，1個要點1

21、分二、證明題：（共10 分）1 .試證明丫光子的光電效應(yīng)是光子與原子整體相互作用，而不是與自由電子發(fā)生相互作用。（5_分）證明：假設(shè)光電效應(yīng)只與自由電子發(fā)生相互作用，那么應(yīng)該滿足動量和能量守恒定理。假如何光子能量 曰二h u （得1分），動量PT=h u /c （得1分）；根據(jù)相互作用滿足能量守恒定理，則電子能量Ee=hu =mC （得1分），電子動量Pb = （ h u /c 2） X v （得1分）；由于電子速度小于光子速度，所以 PbVPy （得1分），動量不守恒所 以得證丫光子的光電效應(yīng)是光子與原子整體相互作用。IE )2 . （5_分）利用誤差傳遞公式若對某放射性樣品重復(fù)測量 K次，

22、每次測量時間t相同，測得的計數(shù)為 N、電Nk,試證明計數(shù)率平均值南對星墓證明：N1 N2 Nkn =2k（得1分）kt因為N1,N2-，此具有統(tǒng)計誤差性I ,2 k根據(jù)誤差傳遞公式21 2222% =（豆）。氏+小2 +仃Nk （信物）CTn 2 = Ni,CTn 2 = N2,<Tnk2 = N K,（得 1分） 12Kon2 = J）2N1 N2 Nk kt=（'Nk（彳#1 分）所以得證仃n=1?。ǖ?分）三、計算題。（共55 分）1. （5_分）畫由下圖輸由電路的等效電路，并標(biāo)明極性。儀庭2答:一一一一一一評分標(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

23、各得1分）極性 2 分，只要正確標(biāo)由和說明極性均得2分注：1）只有極性沒有等效電路圖不得分2. （5分）試計算充 Ar脈沖電離室和正比計數(shù)器對5MeV 口粒子的最佳能量分辨率.（取 法諾因子F =0.3, Ar的平均電離能為26.3eV）解：對充Ar脈沖電離室：n =9=2.36/旭=2.36 p3'2?3 得 1.盼E . E5 106= 0.296% 得 1分或者EE = 2.36 J Fw0E = 2.36J0.3 X 26.3m 5 x 106 得 1.5分= 14.823kev 得 1分沒有kev單位或者單位kev不又t扣1分對充Ar正比計數(shù)器：.E ccc F 0.68 c

24、cc （0.3 0.68） 26.3得1.5分=2.362.36, 6E N0:,5 106= 0.536%得 1分或者E =2.36j（F +0.68）w0E =2.365（0.3 + 0.68產(chǎn)26.3父5M106 彳#1.5分= 26.791 kev 得 1分沒有kev單位或者單位kev不對扣1分3. （5_分）能量為1.50MeV的Y放射源放在鉛容器里，為了安全，必須使容器外的強度減小為原來的1/1000，試求容器壁至少需多厚解:當(dāng) e¥ =1.5Mev 時，查表 =0.0517cm -2/g,（得 1分）根據(jù) I =I0ex =I0emxm （得1分）u =Um x P =

25、0.0517cm -2/g 父11 .34g / cm3 = 0.5862 cm（得 1分）I 0 ln -I_ ln 1000一 0.5862（得1分）= 11.78 cm（得 1 分）或者：ln反Xmln»（得1分） 0.0517= 133 .61g / cm,（得 1分）結(jié)果沒有單位或者單位不對白扣1分計算結(jié)果有不對的，每步扣掉一半的分4. （6分）當(dāng)單能a粒子被準(zhǔn)直得垂直于硅 P-N結(jié)探測器的表面時，單能口射線峰的中心位于多道分析器的480道。然后，改變幾何條件使 口粒子偏離法線45角入射，此時看到峰漂移至460道。試求死層厚度（以多道道址表示）。解：當(dāng)能量為損失Eo的口粒子

26、垂直入射時9=0設(shè)口粒子在探測器死層內(nèi)的能量為&Ei則探測器靈敏體積得到的能量為（E0- aEi） a譜峰位在460道E 0- aEi=480G （ G代表能量刻度系數(shù)，沒寫不扣分）（得1分）當(dāng)日=450時 死層內(nèi)能量損失為E2=&e/=/巳 （得2分）COS45 1探測器靈敏體得到的能量為（Eg-aEO = E0 -V2iEi= 460G （得1分）（480-460）G=（V2-i）AEi得：ae48.3G（得 1 分）注：評分按步驟逐步進行。5. （6分）本底計數(shù)率25計數(shù)/min,測量樣品計數(shù)率100計數(shù)/min,試求對給定總的測量時間來說凈計數(shù)率精確度最高時的最優(yōu)比值樣

27、品測量時間和本地測量時間之比；若凈計數(shù)率的相對統(tǒng)計誤差為1%,測量總時間的最小值是多少？解：匚=*1=平匚=2（得2分）tb 、；n b 25, n s n b10025t s t bV, 2tb t bd = s- = bb =0.01 （得 2 分 ）n s - n b100- 25t b =13 3 min t s = 2 67 min（得 1 分）T = t b + t s = 400 min（得 1 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。6. （6_分）絕對峰效率為30%的NaI （T1）閃爍探測器，對57C。點源的122kev丫射線測量15min光

28、電峰計數(shù)180000個。然后同樣的源置于離表面積為314平方毫米的 Si（Li）探測器的表面為 10 cm記錄60min得到一個譜。如果在7.1kev的KpX射線峰下面的計數(shù)為1200個，那么在這個能量時 Si（Li）探測器的效率是多少？（對于57Co的特征X射線和Y射線的強度比 刈丫分另1為:對 6.40kev 的（線為 0.5727 ,對 7.1kev 的 列線為 0.7861。）解：依題意可得57Co源122kev的丫射線強度Iy工 源峰t = N =180000則7.1kev的KX射線強度為18000030% 15 60-667 Bq （得冽）Ix = I yx0.7861 =524B

29、q （得 1分）幾何1=萬（11= 2（110cm3.14cm2 :10 2 cm 2JI=0.00248（得1分）源峰幾何t （得1分）1200=£ 源峰父0.00248 X 524 X 60 X 60工源峰=25.4%計算結(jié)果有不的，每步扣掉一半的分7. （6分）已知一 Y放射源的活度A為1010貝克，假設(shè)該源各向同性地放生Y光子，7段設(shè)射到一個G-M計數(shù)管的Y光子數(shù)為106/s ,該G-M計數(shù)管輸由的脈沖數(shù)為104/s ,還已知該G-M計數(shù)管的分辨時間為20us,求該G-M計數(shù)管的本征 效率和總效率。解:n10n 0 =-4Z6-1 - n .1 -10 420 10 上= 1

30、.25 X10 4 / s （得 2分）Z本征=尚=1.25%（得2分）£ 總效率=4=1.25 M10-6 （得 2 分）10沒有經(jīng)過計數(shù)率修正：Z本征= 6- =1 % （得2分） 106Z總效率 =10- =10 （得2分）10計算結(jié)果不對的，按步驟扣掉這一步一半的分。8. （8_分）1.詳細(xì)分析2MeV尸射線在閃爍體中可產(chǎn)生哪些次級過程？2.并計算該尸射線在NaI（T1）單晶譜儀的輸由脈沖幅度譜上，康 普頓邊緣與單逃逸峰之間的相對位置。3.并畫由下列兩種情況下該 尸射線在NaI（T1）單晶譜儀的輸由 脈沖幅度譜圖1）NaI（T1）晶體為中等晶體時2）NaI（T1）晶體為無限大

31、晶體時解：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）2 ）單逸峰 E=2-0.511=1.249Mev （ 得 1 分）散射光子最小能量 E； =Er=2 = 0.227Mevr e21 r-2 1 -cosi 1 *2meC20.511反沖電子最大能量即康普頓邊緣Ee = E¥ E=2 0.227 = 1.773Mev （得1分）3） 中等晶體注：每標(biāo)對1個得0.5分4）無限大晶體，畫對給全分9. （8分）設(shè)在平行板電離室中 a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。解

32、：分三種情況討論：亶=0；（得21）當(dāng)時，即電子全部到達(dá)正極板，電子的電流脈沖分）2)當(dāng)tj - Lcose時 即沒有電子到達(dá)正極板，此時電子的電流脈沖: w. L N -eWIe-= D；（得 2 分）3）當(dāng) 屋"6 6土2,即有部分電子到達(dá)負(fù)極板，此時電子的電流脈沖: w w電子可以看作時做勻速直線運動逐漸到達(dá)正極板的，根據(jù)運動規(guī)律得LcosuW -L ND - Lcos1 t WN'（得2分）解得已到達(dá)正極板得電子數(shù)z, N (Wt Lcosu - D):N 二電子數(shù)：LMN_N'=LMN_N',cos"此時電子的電流脈沖：,還剩下(L N -

33、Ie-(t)（得2分）注：最后一題屬于拔高題，根據(jù)答的情況酌情給學(xué)生分?jǐn)?shù)。核輻射探測器與核電子學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題五、填空題（20分，每小題2分）27 .a粒子與物質(zhì)相互作用的形式主要有以下兩種：康普頓散射、散射、光電效應(yīng)、激發(fā)、形成電子對、電離、發(fā)射電子、發(fā)射光子、形成離子 對、形成電子-空穴對、物致輻射 。28 .丫射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下三種：康普頓散射、散射、光電效應(yīng)、激發(fā)、形成電子對、電離、發(fā)射電子、發(fā)射光子、形成離子 對、形成電子-空穴對、物致輻射 。29 .B射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下四種：康普頓散射、散射、光電效應(yīng)、激發(fā)、形成電子對、電離、發(fā)射電子、發(fā)射光子、形成

34、離子 對、形成電子-空穴對、物致輻射 。30 .由NaI(Tl)組成的閃爍計數(shù)器，分辨時間約為：零點幾、幾、十幾、幾十、幾百 .s； G-M計數(shù)管的分辨時間大約為：零點幾、幾、十幾、幾十、百、幾百 以So31 .電離室、正比計數(shù)管、 G-M計數(shù)管輸由的脈沖信號幅度與入射射線的能量、初始電離產(chǎn)生的離子對數(shù)、初始電離產(chǎn)生的電荷總數(shù) 成正比。32 .半導(dǎo)體探測器比氣體探測器的能量分辨率高，是因為：其體積更小、其密度更大、其電離能更低、其在低溫下工作使其性能穩(wěn)定、氣體探測 器有放大作用而使其輸由的脈沖幅度離散性增大。33 .由ZnS(Ag)組成的閃爍計數(shù)器，一般用來探測a、6、y、X、帶電粒子、重帶電

35、粒子射線的 能吊、強度、能吊和強度 。34 .由NaI(Tl)組成的閃爍計數(shù)器，一般用來探測a、8、y、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強度、能量和強度。35 . 電離室一般用來探測a、8、y、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強度、能量和強度 。36 . 正比計數(shù)管一般用來探測a、B、Y、X、帶電粒子、重帶電粒子射線的 能量、強度、能量和強度37 . G- M計數(shù)管一般用來探測 a、B、丫、X、帶電粒子、重帶電粒子 射 線的 能量、強度、能量和強度。38 . 金硅面壘型半導(dǎo)體探測器一般用來探測a、B、丫、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強度、能量和強度。39 . Si(Li)半導(dǎo)體探測器一般用來探測a、B、丫、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強度、能量和強度。40 . HPGe半導(dǎo)體探測器一般用來探測a、B、丫、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強度、能量和強度。41 .對高能丫射線的探測效率則主要取決于丫射線的能量、“窗”的吸收、丫射線的