核輻射探測(cè)復(fù)習(xí)資料(盧秉禎版)

1、核輻射探測(cè)第一章 核輻射及其探測(cè)原理1.1核輻射基本特性輻射和X輻射都是電磁輻射。輻射是核躍遷或粒子湮滅過程中發(fā)出的電磁輻射。X輻射是核外電子從高能級(jí)躍遷過程中產(chǎn)生的電磁輻射。1.2探測(cè)帶電粒子的物理性質(zhì) 探測(cè)原理：利用帶電粒子在物質(zhì)中對(duì)物質(zhì)原子產(chǎn)生的電離或激發(fā)效應(yīng)或快速輕帶電粒子穿過物質(zhì)時(shí)的電磁輻射效應(yīng)。 帶電粒子與物質(zhì)的作用方式：帶電粒子與核外電子的非彈性碰撞電離與激發(fā)；帶電粒子與原子核的非彈性碰撞軔致輻射（帶電粒子的速度和運(yùn)動(dòng)方向改變產(chǎn)生的電磁輻射）或切連科夫輻射(特定條件下物質(zhì)產(chǎn)生定向極化而隨之發(fā)出的電磁輻射)；帶電粒子與原子核的彈性碰撞彈性散射。帶電粒子的能量損失方式：電離損失和輻射

2、損失。輻射長度是電子在物質(zhì)中由于輻射損失而使其能量減少到原來能量的1/e時(shí)的物質(zhì)度。電子的電離損失率和輻射損失率之比： 當(dāng)電子電離損失率與輻射損失率一樣時(shí)帶電粒子與物質(zhì)作用后不再作為自由粒子而存在的現(xiàn)象叫吸收，其中帶電粒子從進(jìn)入物質(zhì)到被吸收，沿入射方向所穿過的最大距離叫射程。對(duì)正電子的探測(cè)一般是通過探測(cè)湮沒光子間接進(jìn)行的。1.3 X和射線的探測(cè)原理：利用他們?cè)谖镔|(zhì)中的光電效應(yīng)，康普頓散射，電子對(duì)產(chǎn)生等產(chǎn)生的次級(jí)電子引起物質(zhì)的電離和激發(fā)探測(cè)。光電效應(yīng)：光子被原子吸收后發(fā)射軌道電子的現(xiàn)象。內(nèi)層電子（K）容易些，低能高Z康普頓散射：光子與軌道電子相互作用使得光子只改變方向而不損失能量。 外層電子發(fā)生

3、概率大。中能中Z電子對(duì)效應(yīng)：光子與原子核發(fā)生電磁相互作用，光子消失而產(chǎn)生一個(gè)電子和一個(gè)正電子（電子對(duì)）的現(xiàn)象。 且要原子核參加。高能高Z1.4中子探測(cè)方法兩步：1.中子和核的某種相互作用產(chǎn)生帶電粒子或光子；2.利用這些帶電粒子或光子的次級(jí)帶電粒子引起的電離或激發(fā)進(jìn)行探測(cè)。方法：1：中子與核反應(yīng)放出帶電粒子 2：中子彈性散射引起核反沖 3：中子引起的核裂變 4：中子被核俘獲引起核激活。中子探測(cè)包括：中子通量密度，中子能量，中子截面。第2章 氣體探測(cè)器2.1基本原理 按探測(cè)核輻射的物理過程分為：電離型探測(cè)器和發(fā)光型探測(cè)器。 電離碰撞中被激發(fā)的原子，有3種可能的退激方式：1. 輻射光子；2.發(fā)射俄歇

4、光子；3.亞穩(wěn)原子。電離產(chǎn)生的電子和正離子從入射粒子得到動(dòng)能，他們?cè)跉怏w中運(yùn)動(dòng)，并和氣體分子碰撞，會(huì)發(fā)生以下物理過程：擴(kuò)散，電子吸附，復(fù)合，漂移。 氣體探測(cè)器是利用收集核輻射在氣體中產(chǎn)生的電離電荷來探測(cè)核輻射的。根據(jù)外加電壓的大小，分為復(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)。2.2電離室 電離室就是工作在飽和區(qū)的氣體探測(cè)器。 按工作方式，分為：記錄單個(gè)核輻射粒子的脈沖電離室，主要用于測(cè)量帶電粒子輻射量和能量，這類電離室按其輸出電路的時(shí)間常數(shù)大小又可分為：離子脈沖電離室和電子脈沖電離室。另一類是記錄大量粒子平均電離效應(yīng)的電流脈沖室。 常見的電離室結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)處于不同電位的

5、電極和保護(hù)環(huán)等組成。保護(hù)環(huán)的作用：主要使收集級(jí)邊緣的電極保持均勻，使電離室有確定的靈敏體積，也可使高壓電極的漏電流不通過集電極。 幾種常用脈沖電離室：1.粒子脈沖電離室；2.電子脈沖電離室；3.裂變電離室。4.屏柵電離室:在平行板電離室的高壓電極K和收集級(jí)A之間放置一個(gè)金屬網(wǎng)狀屏柵電極G，如果K,G之間的距離大于入射粒子射程，入射粒子電離限制在高壓電極K和屏柵電極G之間，由于G的靜電屏蔽作用，只有電子穿過G極才產(chǎn)生脈沖，正離子不穿過G極。 能量分辨率：探測(cè)器微分脈沖幅度分布譜中的特征峰半高寬與峰值所對(duì)應(yīng)的脈沖幅度之比： 2.3正比計(jì)數(shù)管 利用碰撞電離將入射粒子直接產(chǎn)生的電離效應(yīng)放大，對(duì)直接電離

6、效應(yīng)放大倍數(shù)稱為氣體放大倍數(shù)A，屬非自持放電的氣體探測(cè)器。 光子反饋：次電子可以在電場(chǎng)的加速發(fā)生電離碰撞。 正比計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)主要由正離子漂移貢獻(xiàn)，全部輸出信號(hào)均為正離子由陽極表面向陰極漂移而在外回路流過的感應(yīng)電荷。電壓脈沖信號(hào)與輸出回路時(shí)間常數(shù)有光，與入射粒子位置無光。 當(dāng)電子到達(dá)距絲極一定距離之后，通過碰撞電離過程。電子數(shù)目不斷增殖，這一過程稱為氣體放大過程，也叫電子雪崩。2.4 G-M計(jì)數(shù)管 一種利用自持放電的氣體電離探測(cè)器：靈敏度高，輸出電荷量大，死時(shí)間長，輸出脈沖幅度與入射粒子類型和能量無光。僅能用于計(jì)數(shù)。放電過程：1.初始電離及碰撞電離過程；2.放電傳播；3.正電子鞘向陰極漂移過程

7、：形成“離子電流”，是輸出脈沖主要貢獻(xiàn)；4.正離子在陰極表面的電荷中和過程。在工作氣體中加入少量有機(jī)氣體（多原子分子氣體，又稱淬熄氣體）的G-M管具有自熄能力。真實(shí)計(jì)數(shù)率 n記錄到的計(jì)數(shù)率 死時(shí)間2.5放射性活度小立體角法 立體角修正因子： r：準(zhǔn)直孔半徑 h：源到準(zhǔn)直孔距離第3章 閃爍探測(cè)器 利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測(cè)電離輻射的探測(cè)器，可用來測(cè)量入射粒子能量。 其工作過程為： 1.輻射射入閃爍體使其原子電離或激發(fā)，受激原子退激而發(fā)出可見光波段的熒光。 2.熒光光子被收集到光電倍增管的光陰極，通過光電效應(yīng)打出光電子。 3.電子運(yùn)動(dòng)并倍增，并在陽極輸出回路輸出信號(hào)。3.1.閃爍體 分類

8、：無機(jī)閃爍體，有機(jī)閃爍體，氣體閃爍體 激發(fā)態(tài)原子3種退激方式： 1.電子從激發(fā)態(tài)立即跳回基態(tài)，發(fā)射出光子； 2.電子把激發(fā)能轉(zhuǎn)換為晶格的振動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）而到達(dá)價(jià)帶，并不發(fā)射光子，稱為“淬滅過程”。 3.激發(fā)態(tài)是亞穩(wěn)態(tài)。 發(fā)光效率：閃爍體將吸收的射線能量轉(zhuǎn)化為光的比例。 ：閃爍體放射光子總能量 E：入射粒子損耗在閃爍體中的能量 光能產(chǎn)額： 為產(chǎn)生的閃爍光子總數(shù)。 閃爍體發(fā)光的過程包括閃爍的上升和衰減兩個(gè)過程。其中，發(fā)光強(qiáng)度下降到最大值1/e的時(shí)間叫發(fā)光衰減時(shí)間。 光衰減長度：光子數(shù)衰減到1/e是光子在閃爍體中通過的路程。標(biāo)志閃爍體所能用的最大尺度。 源峰效率： 常用閃爍體：NaI(Tl)：發(fā)光效率

9、高，易潮解，適宜射線測(cè)量。能量分辨率正比。 ZnS(Ag)：透明度差，薄層，測(cè)粒子。3.2光電倍增管 當(dāng)工作狀態(tài)下的光電倍增管完全與光輻射隔絕時(shí)，其陽極仍能輸出電流（暗電流）及脈沖信號(hào)（噪聲）。 形成原因：1.光陰極的熱電子發(fā)射；2.殘余氣體電離-離子反饋；殘余氣體的激發(fā)-光子反饋；3.工藝尖端放電及漏電。3.3.閃爍探測(cè)器輸出信號(hào) 閃爍探測(cè)器輸出脈沖信號(hào)的電荷量Q是與入射粒子在閃爍體內(nèi)耗損的能量成正比。3.4單晶閃爍譜儀 射線與物質(zhì)作用方式：光電效應(yīng)；康普頓散射；電子對(duì)效應(yīng)。 原理：輻射入射到閃爍體，通過光電效應(yīng)，康普頓散射和電子對(duì)效應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)電子，使閃爍體中原子電離和激發(fā)而產(chǎn)生熒光，由光電

10、倍增管變成電脈沖信號(hào)，其幅度正比于次級(jí)電子能量。 鑒別中子和射線的n,甄別方法：閃爍探測(cè)器脈沖形狀；比較法。3.5特殊譜儀的原理 全吸收反符合譜儀：當(dāng)主晶體單獨(dú)有輸出，該輸出才被記錄和分析；而當(dāng)兩個(gè)晶體同時(shí)有輸出，就用外圍晶體的輸出通過反符合阻止主晶體輸出記錄和分析。 康普頓譜儀:對(duì)康普頓反沖電子和散射到一定角度的光子進(jìn)行符合測(cè)量，從而得出反沖到一定方向的反沖電子的能量。 電子對(duì)譜儀：僅當(dāng)光子在中心探測(cè)器發(fā)生電子對(duì)效應(yīng)并且產(chǎn)生兩個(gè)湮滅光子分別被兩側(cè)探測(cè)器記錄時(shí)，中心探測(cè)器才輸出，即雙逃逸峰脈沖。第4章 半導(dǎo)體探測(cè)器4.1半導(dǎo)體基本性質(zhì)半導(dǎo)體探測(cè)器特點(diǎn)：1.能量分辨率高；2.射線探測(cè)效率較高。常

11、用半導(dǎo)體探測(cè)器：P-N結(jié)型；鋰漂移型；高純鍺半導(dǎo)體分為：本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體。由于熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的載流子濃度稱為本征載流子濃度。載流子壽命：載流子在俘獲前，在晶體中自由運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。高的電阻率和長的載流子壽命是組成半導(dǎo)體探測(cè)器的關(guān)鍵。4.2 P-N結(jié)半導(dǎo)體探測(cè)器種類：面壘型；擴(kuò)散型；離子注入型。 工作原理：由于P-N結(jié)區(qū)載流子很小，電阻率很高，當(dāng)探測(cè)器加上方向電壓后，電壓幾乎完全加在結(jié)區(qū)，在結(jié)區(qū)形成強(qiáng)電場(chǎng)，但幾乎沒有電流通過。入射粒子進(jìn)入結(jié)區(qū)后，通過與半導(dǎo)體相互作用，損失能量產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在外加電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別向兩級(jí)漂移，在輸出回路中形成信號(hào)。 特征參數(shù)： 結(jié)區(qū)厚度：靈敏區(qū)厚度 探

12、測(cè)器窗度：入射粒子進(jìn)入探測(cè)器的靈敏區(qū)之前通過的非靈敏區(qū)厚度 能量分辨率影響因素: 1.電子對(duì)-空穴對(duì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落2.核散射效應(yīng)3.探測(cè)器噪聲4.空氣和窗吸收影響4.3鋰漂移半導(dǎo)體探測(cè)器探測(cè)效率： 4.4高純鍺半導(dǎo)體探測(cè)器按結(jié)構(gòu)分類：平面型和同軸型 影響能量分辨率因素：1，載流子對(duì)數(shù)目的統(tǒng)計(jì)漲落；2.探測(cè)器中載流子的復(fù)合和俘獲；3.探測(cè)器和電子學(xué)系統(tǒng)的噪聲。4.5半導(dǎo)體探測(cè)器應(yīng)用 金硅面壘探測(cè)器是重帶電粒子能譜測(cè)量的理想探測(cè)器，可作為透射探測(cè)器通過測(cè)量入射粒子能量損失來識(shí)別粒子種類。 金硅面壘譜儀測(cè)量對(duì)象：,p等重帶電粒子。 HPGe探測(cè)器能量分辨率好，常用于分析復(fù)雜能譜。 Si(Li)X射線能

13、譜儀：優(yōu)點(diǎn)：較低噪聲水平，較薄入射窗，較好能量分辨率 可探測(cè)低能量X射線。名詞解釋：1. 光電效應(yīng)：光子被原子吸收后發(fā)射軌道電子的現(xiàn)象。2. 康普頓效應(yīng)：光子與軌道電子相互作用使得光子只改變方向而不損失能量。3. 電子對(duì)產(chǎn)生效應(yīng)：當(dāng)r光子能量大于1.02Mev時(shí)，r光子經(jīng)過與之相互作用的原子核附件時(shí)，與原子核發(fā)生電磁相互作用，r光子消失而產(chǎn)生一個(gè)電子和一個(gè)正電子。4. 電子吸附效應(yīng)：電子在運(yùn)動(dòng)過程中與氣體分子碰撞時(shí)可能被分子俘獲，形成負(fù)離子，這種現(xiàn)象稱為電子吸附效應(yīng)。5. 復(fù)合：電子和正離子相遇或者負(fù)離子和正離子相遇能復(fù)合成中性原子或中性分子。6. 漂移：電子和正離子在電場(chǎng)的作用下分別向正、負(fù)

14、電極方向運(yùn)動(dòng)，這種定向運(yùn)動(dòng)叫做漂移運(yùn)動(dòng)。7. 平均電離能：帶電離子在氣體中產(chǎn)生一對(duì)離子所需的平均能量稱為平均電離能。8. 軔致輻射：快速電子通過物質(zhì)時(shí)，原子核電磁場(chǎng)使電子動(dòng)量改變并發(fā)射出電磁輻射而損失能量，這種電磁輻射就是軔致輻射。9. 截面：?jiǎn)挝幻娣e單位時(shí)間粒子與靶核發(fā)生相互作用的概率。10. 活化：原子核吸收中子后，變成同一種元素的另一種核素，這種現(xiàn)象叫做活化。11. 真符合計(jì)數(shù)：時(shí)間上有關(guān)的事件產(chǎn)生的脈沖引起的符合計(jì)數(shù)稱為真符合計(jì)數(shù)。12. 偶然符合計(jì)數(shù)：在時(shí)間上沒有必然聯(lián)系的事件產(chǎn)生的脈沖引起的符合計(jì)數(shù)稱為偶然符合計(jì)數(shù)。13. 衰變常數(shù)：表示某種放射性核素的一個(gè)核在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行衰變的

15、概率。14. 碘逃逸峰：當(dāng)r射線在NaI(Tl)晶體表面發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，碘的KaX射線很容易逃逸出晶體，形成一個(gè)碘逃逸峰。（28.61KeV）15. 本征效率：探測(cè)器記錄到的射線數(shù)與入射到探測(cè)器靈敏體積內(nèi)的光子數(shù)的比。16. 輻射損失率：電子在物質(zhì)中通過單位長度路徑，由于軔致輻射而損失的能量為輻射損失率。17. 電離損失率：入射粒子因原子的激發(fā)和電離在單位路徑上引起的能量損失。18. 能量分辨率：探測(cè)器微分脈沖幅度分布譜中的特征峰半高寬與峰值所對(duì)應(yīng)的脈沖幅度之比：探測(cè)效率： 19. 儀器譜：20. 能譜：記錄粒子能量和單位能量間隔內(nèi)計(jì)數(shù)的譜。21. 全能峰：入射射線能量全部損失在探測(cè)器靈敏體積

16、內(nèi)時(shí)，探測(cè)器輸出的脈沖形成的譜峰。22. 逃逸峰：若高能射線與探測(cè)器物質(zhì)發(fā)生電子對(duì)效應(yīng)時(shí)，湮沒輻射光子中的一個(gè)或者兩個(gè)逃離探測(cè)器。23. 特征峰：若光電效應(yīng)發(fā)生在表面，光電子被打出后，探測(cè)介質(zhì)原子發(fā)射的特征X射線可能逃出探測(cè)器，形成E=能量的峰，稱為特征峰。24. 總效率：全譜內(nèi)的計(jì)數(shù)與源發(fā)射的光子數(shù)之比。25. 峰總比：全能峰內(nèi)的計(jì)數(shù)與全譜內(nèi)的計(jì)數(shù)之比。26. 峰康比：全能峰中心道最大計(jì)數(shù)與康普頓連續(xù)譜平坦部分內(nèi)平均計(jì)數(shù)之比。27. 源效率：記錄到的脈沖數(shù)與源發(fā)射的光子數(shù)之比。28. 源峰效率：29. 湮滅輻射峰：對(duì)較高能量的射線，當(dāng)探測(cè)器周圍的物質(zhì)發(fā)生電子對(duì)產(chǎn)生效應(yīng)時(shí)，湮沒輻射產(chǎn)生的兩個(gè)光

17、子中，若其中一個(gè)進(jìn)入探測(cè)器中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)能量為511KeV的光電峰和康普頓連續(xù)譜，這個(gè)光電峰就是湮沒輻射峰。30. 玻爾茲曼常數(shù)：8.31/6.02×=1.38×J/K31. 電離：帶電粒子進(jìn)入物質(zhì)時(shí)和物質(zhì)原子的軌道電子發(fā)生庫倫相互作用，使入射帶電粒子的能量轉(zhuǎn)移給電子。若電子獲得的能量較少，不足以克服原子的束縛，只是從較低能量狀態(tài)上升到較高能量狀態(tài)，則原子被激發(fā)。32. 激發(fā)：帶電粒子進(jìn)入物質(zhì)時(shí)和物質(zhì)原子的軌道電子發(fā)生庫倫相互作用，使入射帶電粒子的能量轉(zhuǎn)移給電子。若電子獲得了足夠能量，將完全脫離原子的束縛而成為自由電子，則原子失去電子成為正離子，即原子被電離。33. 死時(shí)間

18、：從脈沖的開始形成到計(jì)數(shù)管內(nèi)電場(chǎng)恢復(fù)到能再維持放電的電場(chǎng)，這一段時(shí)間稱為計(jì)數(shù)管的死時(shí)間。34. 恢復(fù)時(shí)間：從失效時(shí)間至電場(chǎng)恢復(fù)到能產(chǎn)生正常脈沖幅度所需的時(shí)間稱為恢復(fù)時(shí)間。35. 分辨時(shí)間：計(jì)數(shù)管一次計(jì)數(shù)后恢復(fù)到再次計(jì)數(shù)的時(shí)間間隔。36. 渡越時(shí)間：光子到達(dá)光陰級(jí)的瞬間至陽極輸出脈沖達(dá)到某一指定值之間的時(shí)間間隔。37. 時(shí)間分辨：探測(cè)器對(duì)兩組相繼發(fā)生的事件可以分辨開來的最小時(shí)間間隔，用時(shí)間譜的半高寬表示。填空題：1. 粒子與物質(zhì)相互作用的形式主要有以下兩種： 彈性散射、電離和激發(fā)。2. 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、光電效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng)。3. 射線與物質(zhì)相互作用的主要形式

19、有以下四種：激發(fā)與電離、軔致輻射、彈性散射、正電子淹滅 。4. 由NaI(Tl)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，分辨時(shí)間約為： 零點(diǎn)幾、幾、十幾、幾十、幾百 s；-計(jì)數(shù)管的分辨時(shí)間大約為： 幾百 s。5. 電離室、正比計(jì)數(shù)管、G-M計(jì)數(shù)管輸出的脈沖信號(hào)幅度與 初始電離產(chǎn)生的離子對(duì)數(shù) 成正比。（與真別閾有關(guān)）6. 半導(dǎo)體探測(cè)器比氣體探測(cè)器的能量分辨率高，是因?yàn)椋?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(cè)器有放大作用而使其輸出的脈沖幅度離散性增大 。7. 由ZnS(Ag)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，一般用來探測(cè)射線的 能量和強(qiáng)度。8. 由NaI(Tl)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，一般用來探測(cè)射線的

20、能量和強(qiáng)度。9. 電離室一般用來探測(cè)帶電粒子射線的能量和強(qiáng)度 。10. 正比計(jì)數(shù)管一般用來探測(cè) 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。11. -計(jì)數(shù)管一般用來探測(cè) 、帶電粒子射線的強(qiáng)度。12. -計(jì)數(shù)管的輸出脈沖幅度與入射粒子的種類無關(guān)。13. 金硅面壘型半導(dǎo)體探測(cè)器一般用來探測(cè)射線的能量和強(qiáng)度 。14. Si(Li)半導(dǎo)體探測(cè)器一般用來探測(cè)射線的能量和強(qiáng)度。15. HPGe半導(dǎo)體探測(cè)器一般用來探測(cè)射線的能量和強(qiáng)度。16. 對(duì)高能射線的探測(cè)效率則主要取決于探測(cè)器的有效體積。17. 對(duì)低能射線的探測(cè)效率則主要取決于探測(cè)器材料的有效原子系數(shù)。18. -計(jì)數(shù)管的輸出信號(hào)幅度與

21、 入射射線的能量無關(guān)。19. 帶電粒子的能量損失率又叫物質(zhì)的 阻止本領(lǐng) 。20. 射線與物質(zhì)的主要作用方式有 光電效應(yīng) 、康普頓散射、電子對(duì)效應(yīng)。21. 死時(shí)間 是指計(jì)數(shù)管一次計(jì)數(shù)后恢復(fù)到再次計(jì)數(shù)的時(shí)間間隔。22. 電離室按工作方式可分為 脈沖電離室 和累積電離室。23. 典型的氣體探測(cè)器有 電離室 、 正比計(jì)數(shù)管 、 GM計(jì)數(shù)管 。24. 測(cè)量射線一般選用 ZnS(Ag)閃爍體 。（NaI(Tl)閃爍體、ZnS(Ag)閃爍體、塑料閃爍體)25. 放射性活度的測(cè)量方法一般有 絕對(duì)測(cè)量法 和 相對(duì)測(cè)量法 。26. 在NaI(T1)中2MeV射線相互作用的光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)的截面比為

22、1：20：2，入射到NaI(T1)中的2MeV射線的脈沖幅度譜給出的峰總比是 大于 1/23。（大于、小于、等于）27. 6MeV的粒子穿過其厚度為其射程1/3的物質(zhì)后， 能量 減小，強(qiáng)度不變。28. 進(jìn)行放射性測(cè)量中，樣品計(jì)數(shù)率的大小為100cps,若要求計(jì)數(shù)率的相對(duì)統(tǒng)計(jì)誤差不大于1%，則最短測(cè)量時(shí)間應(yīng)為 100s 。29. 重帶電粒子的能量損失率與物質(zhì)的 原子序數(shù) 和 材料 有關(guān)。30. 光電子的能量等于入射射線能量減去 散射射線的能量 。31. 20MeV電子入射到Cu(Z=29)靶上，其輻射能量損失率和電離能量損失率之比為 0.725 。電子的電離損失率和輻射損失率之比： 當(dāng)電子電離損

23、失率與輻射損失率一樣時(shí)32. 在G-M計(jì)數(shù)管的工作氣體中添加的少量抑制放電的氣體，稱為 猝滅氣體 。33. 測(cè)量射線一般選用ZnS(Ag)閃爍體。（NaI(Tl)閃爍體、ZnS(Ag)閃爍體、塑料閃爍體)34. 探測(cè)器對(duì)一個(gè)入射粒子的相應(yīng)是一個(gè) 電流 脈沖。35. G-M計(jì)數(shù)管的輸出脈沖幅度與入射粒子的 能量 無關(guān)。36. 電子脈沖電離室輸出回路的時(shí)間常數(shù)為 <<RC<<。37. 用涂鈾電離室探測(cè)中子是通過 核裂變 方法間接探測(cè)中子。38. 帶電粒子的能量損失率又叫物質(zhì)的 阻止本領(lǐng) 。39. 光電效應(yīng)中光電子的能量等于入射射線能量減去 散射射線的能量 。40. 正電子

24、與電子相遇會(huì)發(fā)生湮沒而放出湮沒光子。41. 電離室按工作方式可分為 脈沖電離室 和累積電離室。42. 正比計(jì)數(shù)器雪崩通常發(fā)生在 陽極絲附近 。43. 測(cè)量射線一般選用NaI(Tl)閃爍體。（NaI(Tl)閃爍體、ZnS(Ag)閃爍體、塑料閃爍體)44. 光電倍增管一般由 光陰級(jí) 、倍增極和陽極組成。45. 6MeV的粒子穿過其厚度為其射程1/3的物質(zhì)后， 能量減小，強(qiáng)度不變。46. 進(jìn)行放射性測(cè)量中，測(cè)得的總計(jì)數(shù)N為4000，則計(jì)數(shù)率的相對(duì)統(tǒng)計(jì)誤差為 1.58。=47. 重帶電粒子的能量損失率與物質(zhì)的 原子序數(shù) 和 材料 有關(guān)。48. 反沖電子的能量等于入射射線能量減去 散射射線的能量 。49

25、. 自猝滅GM計(jì)數(shù)管加的自猝滅氣體一般是 有機(jī)分子氣體（酒精等）和鹵素氣體。50. 測(cè)量射線一般選用ZnS(Ag)閃爍體。（NaI(Tl)閃爍體、ZnS(Ag)閃爍體、塑料閃爍體)51. 閃爍體探測(cè)器的高壓是通過分壓器加在 光電倍增管 。（閃爍體、光導(dǎo)、光電倍增管)。52. 放射性活度的測(cè)量方法一般有 相對(duì)測(cè)量法 和 絕對(duì)測(cè)量法 。53. 進(jìn)行放射性測(cè)量中，要求計(jì)數(shù)率的相對(duì)統(tǒng)計(jì)誤差不大于±1%時(shí)，要求總的計(jì)數(shù)N應(yīng)不小于 100 。=54. 離子脈沖電離室輸出回路的時(shí)間常數(shù)為。55. 用涂鈾電離室探測(cè)中子是通過 核裂變 方法間接探測(cè)中子。56. 重帶電粒子的能量損失率與物質(zhì)的電子密度和

26、電荷數(shù)有關(guān)。57. 原子外層電子填充內(nèi)層電子留下的空位是會(huì)發(fā)生俄歇效應(yīng)和軔致輻射。58. 正電子與負(fù)電子相遇會(huì)發(fā)生湮沒而放出湮沒光子。59. 重帶電粒子與物質(zhì)相互作用的主要能量損失方式是電離損失。60. 坪特性是衡量計(jì)數(shù)管質(zhì)量好壞的主要參量。61. 電離室按工作方式分為脈沖電離室和累積電離室。62. 重帶電粒子與物質(zhì)相互作用主要三種方式：電離與激發(fā)、非彈性碰撞和彈性碰撞。63. 最廣泛、最常用的三種氣體探測(cè)器是電離室、正比計(jì)數(shù)管探測(cè)器、GM計(jì)數(shù)管探測(cè)器。64. 中子探測(cè)的主要兩種方法是：次級(jí)帶電粒子、中子與初級(jí)帶電粒子。65. 2MeV的射線穿過3mm厚的物質(zhì)后，其能量為2MeV。66. 在測(cè)

27、量放射源的活度時(shí)，為了降低軔致輻射的影響，源的托盤最好采用有機(jī)玻璃（合金、銅、不銹鋼、有機(jī)玻璃）材料。67. 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。具體如下圖所示。填空: 復(fù)合區(qū)（1分）飽和區(qū)（電離室區(qū)）（1分） 正比（計(jì)數(shù)）區(qū)（1分） 有限正比區(qū) （1分） G-M區(qū) （1分） 注：1）有限區(qū)的0.5分 簡(jiǎn)答題：1. 電子對(duì)產(chǎn)生效應(yīng)必須滿足的兩個(gè)條件？答：（1）電子對(duì)產(chǎn)生效應(yīng)必須有第三者原子核參加，才能滿足能量守恒和動(dòng)量守恒定律。（2）入射光子的能量要大于1.02MeV。2. X射線和射線有何異同？答：輻射和X射線都是電磁輻射。輻射是核躍遷或粒子湮沒過程中發(fā)出的電磁輻射。

28、它們具有明顯的粒子性，因此通常也稱為光子。輻射大都是母核進(jìn)行或衰變后，子核處于較高激發(fā)態(tài)，退激發(fā)出的。X射線是核外電子躍遷過程中產(chǎn)生的電磁輻射，原子內(nèi)特定的軌道電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)發(fā)射的輻射稱為特征X射線。3. 中子與原子核相互作用的方式有哪幾種？答：（1）中子與核反應(yīng)放出帶電粒子；（2）中子彈性散射引起的核反沖；（3）中子引起的核裂變；（4）中子被核俘獲引起核激活。4. 離子脈沖電離室和電子脈沖電離室的主要差別是什么？答：離子脈沖電離室的工作條件其輸出回路的時(shí)間常數(shù)為RC>>，離子脈沖電離室可用于測(cè)量入射粒子的能量，因?yàn)槠漭敵雒}沖幅度（飽和值）與初電離N成正比。離子脈沖電離

29、室主要缺點(diǎn)是脈沖較寬，大大限制了技術(shù)速度。電子脈沖電離室的工作條件其輸出回路的時(shí)間常數(shù)為<<RC<<，可獲得較高的計(jì)數(shù)率，但不能精確的測(cè)量粒子的能量。5. 正比計(jì)數(shù)管的氣體放大機(jī)制？答：當(dāng)射線通過正比計(jì)數(shù)管電極間的氣體時(shí)，電離產(chǎn)生的電子和正離子在電場(chǎng)的作用下，分別向陽極和陰極漂移。正離子的質(zhì)量大，且沿漂移方向的電場(chǎng)又是由強(qiáng)到弱，因此電場(chǎng)的加速不足以使它與氣體發(fā)生電離碰撞。而電子則不然，漂移越接近陽極，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。到達(dá)某一距離后，電子在平均自由程內(nèi)獲得的能量足以加速再次與氣體發(fā)生電離碰撞，產(chǎn)生新的離子對(duì)，新的電子又被加速再次與氣體發(fā)生電離碰撞，產(chǎn)生更多的新離子對(duì)。漂移電

30、子越是接近陽極，電離碰撞的概率越大。于是不斷地增殖，增殖的結(jié)果將產(chǎn)生大量的電子和正離子，這就是氣體放大的過程。有時(shí)也稱氣體放大為電子雪崩。6. 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(cè)得0.662MeV g射線譜的形狀有何不同？答：由于塑料閃爍體有效原子序數(shù)、密度及發(fā)光效率均低于NaI(T1)閃爍晶體，測(cè)得的0.662MeV g射線譜的形狀，其總譜面積相應(yīng)的計(jì)數(shù)、峰總比、全能峰的能量分辨率均比NaI(T1)閃爍晶體差，甚至可能沒有明顯的全能峰。7. 試說明G-M管陽極上感應(yīng)電荷的變化過程？答：G-M管陽極上感應(yīng)電荷的變化對(duì)有機(jī)管和鹵素管略有不同，以有機(jī)管為例，可

31、分為幾個(gè)階段：1）在入射帶電粒子徑跡產(chǎn)生正負(fù)離子對(duì)的瞬間陽極呈電中性，電子很快漂移向陽極過程中，陽極上的正感應(yīng)電荷增加，但數(shù)量很??；2）電子雪崩過程開始，直到正離子鞘形成的過程中，電子很快向陽極運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，陽極上正感應(yīng)電荷增加，同時(shí)，此電荷流經(jīng)負(fù)載電阻，快前沿的負(fù)脈沖，約占總輸出脈沖幅度的10%。到達(dá)陽極的電子與陽極上的正感應(yīng)電荷中和。陽極上留下與正離子鞘等量的負(fù)感應(yīng)電荷。3）正離子鞘向陰極漂移，負(fù)感應(yīng)電荷流向陰極，同時(shí)。在外回路形成輸出信號(hào)。8. 試解釋NaI(T1)閃爍探測(cè)器的能量分辨率優(yōu)于BGO閃爍探測(cè)器的原因，為何后者的探測(cè)效率要更高一些？答：NaI(T1)閃爍探測(cè)器的能量分辨率優(yōu)于B

32、GO閃爍探測(cè)器是由于前者的發(fā)光效率明顯優(yōu)于后者，BGO探測(cè)器僅為NaI(T1)閃爍探測(cè)器的8%。而后者的密度和有效原子序數(shù)則優(yōu)于前者。9. 衡量脈沖型核輻射探測(cè)器性能有兩個(gè)很重要的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)是指什么？I. 探測(cè)效率II. 能量分辨率10. 簡(jiǎn)述小立體角法測(cè)量放射性活度需考慮哪些修正因子。答：9個(gè)修正因子。11. 畫出金硅面壘型重帶電粒子能譜儀的原理框圖，用示意圖表示抽真空前后對(duì)測(cè)量能譜的影響。12. 說明在多晶譜儀中能增強(qiáng)全能峰的幾種方法。13. 畫出鑒別重帶電粒子類型的E探測(cè)器工作原理框圖并解釋。14. 閃爍探測(cè)器測(cè)量射線的能譜，反射峰是什么原因造成的？15. 簡(jiǎn)述反符合康普頓譜儀的工

33、作原理和畫出框圖。16. 簡(jiǎn)述中子的探測(cè)方法及各種方法的基本原理。答：中子探測(cè)方法兩步：1.中子和核的某種相互作用產(chǎn)生帶電粒子或光子；2.利用這些帶電粒子或光子的次級(jí)帶電粒子引起的電離或激發(fā)進(jìn)行探測(cè)。方法：1：中子與核反應(yīng)放出帶電粒子 2：中子彈性散射引起核反沖 3：中子引起的核裂變 4：中子被核俘獲引起核激活。17. 簡(jiǎn)述閃爍體探測(cè)器的測(cè)量射線的工作原理及譜形產(chǎn)生復(fù)雜的原因。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（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

34、電倍增管各倍增極倍增最后全部被陽極收集到（得1分），在陽極輸出電流脈沖信號(hào)。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。18. 簡(jiǎn)述正比計(jì)數(shù)器的工作機(jī)制（原理）。19. 簡(jiǎn)述屏柵電離室的工作原理及電極上的感應(yīng)電荷變化過程。20. 試粗略計(jì)算6.0MeV的粒子在電離室和金硅面壘半導(dǎo)體探測(cè)器中產(chǎn)生的初始電離(離子對(duì)數(shù)目)，并以此說明金硅面壘半導(dǎo)體探測(cè)器能量分辨率比正比計(jì)數(shù)管高的原因。21. 簡(jiǎn)述核輻射探測(cè)器探測(cè)效率曲線的一般特征。22. 以表格方式比較氣體探測(cè)器、閃爍計(jì)數(shù)器、半導(dǎo)體探測(cè)器的主要特性、特點(diǎn)(著重比較探測(cè)器效率、能量分辨率、價(jià)格、用途及使用中的注意事項(xiàng)等)。23. NaI閃爍伽

35、瑪探頭的基本構(gòu)成及其工作過程。24. 帶電粒子與物質(zhì)發(fā)生相互作用有哪幾種方式？答：與原子核彈性碰撞；（核阻止）與原子核的非彈性碰撞；（軔致輻射） 與核外電子彈性碰撞；與核外電子的非彈性碰撞；（電離和激發(fā)）正電子湮滅；25. 通用閃爍體探頭的組成部件有那些？為什么要進(jìn)行避光處理？（5分） 答：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(hù)光電倍增管。26. PN結(jié)型半導(dǎo)體探測(cè)器為什么要接電荷靈敏前置放大器？（5分） 答：由于輸出電壓脈沖幅度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

36、加偏壓不穩(wěn)定時(shí)，將會(huì)使h發(fā)生附加的漲落，不利于能譜的測(cè)量；為解決該矛盾，PN結(jié)半導(dǎo)體探測(cè)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。可以保證輸出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(cè)器原理得1分。27. 衡量脈沖型核輻射探測(cè)器性能有兩個(gè)很重要的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)是指什么？為什么半導(dǎo)體探測(cè)器其中一個(gè)指標(biāo)要比脈沖型氣體電離室探測(cè)器好，試用公式解釋？（5分） 答案要點(diǎn)：第1問： 能量分辨率（1.5分）和探測(cè)效率（1.5分） 注：1）答成

37、計(jì)數(shù)率得1分 第2問： （1分） （1分） 28. 中子按能量可分為哪幾類？常用的中子探測(cè)方法有哪些？（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：核反沖法（1分）核反應(yīng)法（1分）、活化法（1分）、核裂變法（1分）29. 試證明光子的光電效應(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(dòng)量和能量守恒定理。假如何光子能量E=h（得1分）,動(dòng)量P=h/c（得1分）；根據(jù)相互作用滿足能量守恒定理，則電子能量E=h=mc2（得1分），電子動(dòng)量P=（h/c2）×v（得1分）；

38、 由于電子速度小于光子速度，所以 PP（得1分），動(dòng)量不守恒所以得證光子的光電效應(yīng)是光子與原子整體相互作用。30. 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)率平均值的統(tǒng)計(jì)誤差為：證明： 31. 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）32. 簡(jiǎn)述閃爍體探測(cè)器探測(cè)射線的基本

39、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（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。33. 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；（

40、1分）(2)射線探測(cè)效率較高，可與閃爍探測(cè)器相比。（1分）34. 屏蔽射線時(shí)為什么不宜選用重材料？（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。35. 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） 36. 試

41、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)，而在真空中是不可能的。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。計(jì)算題：1. 用Ge(Li)探頭測(cè)量的射線，由于電子空穴對(duì)的統(tǒng)計(jì)漲落引起的能量展寬是多少?F=0.13, =2.96eV。2. 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。3. 死時(shí)間分別為20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？4. 本底計(jì)數(shù)是100，樣品計(jì)數(shù)是1440，

42、求凈計(jì)數(shù)的值、其標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。5. 用NaI(T1)晶體測(cè)3MeVg射線能譜時(shí)，可以看到的峰有幾個(gè)，并計(jì)算相應(yīng)的能量，畫出能譜圖。6. 能量為1.5MeV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1/2000,試求容器壁至少需多厚。Z=82 Pb =11.34 g/cm3質(zhì)量線性吸收系數(shù)E=1Mev0.0703E=1.5Mev0.0517E=2.0Mev0.04537. 為了探測(cè)粒子，有兩種探測(cè)器可以選擇，一種的本底為7計(jì)數(shù)/min,效率為0.02;另一種的本底為3計(jì)數(shù)/min,效率為0.016,對(duì)于低水平測(cè)量工作，應(yīng)選用哪一種探測(cè)器更好些。8. 活度為的14C射

43、線源（射線的平均能量為50keV）置于充Ar的4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？（氬的平均電離能為26eV）9. NaI(Tl)閃爍探測(cè)器測(cè)量Am-59keV的射線的能譜，已知碘的K特征X射線能量為2.957keV，試畫出能譜示意圖。10. 一個(gè)0.622MeV的光子射在探測(cè)器上，遭受兩次相繼的康普頓散射逃離。若兩次散射的散射角度分別是，沉積在探測(cè)器中的反沖電子的總能量是多少？11. 用Ge(Li)探頭測(cè)量的射線，由于電子空穴對(duì)的統(tǒng)計(jì)漲落引起的能量展寬是多少?F=0.13, =2.96eV。12. 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。1

44、3. 當(dāng)單能粒子被準(zhǔn)直得垂直于硅P-N結(jié)探測(cè)器的表面時(shí)，單能射線峰的中心位于多道分析器的480道。然后，改變幾何條件使粒子偏離法線60°角入射，此時(shí)看到峰漂移至440道。試求死層厚度（以多道道址表示）。14. 5分鐘測(cè)得本底計(jì)數(shù)率是100，10分鐘測(cè)得樣品計(jì)數(shù)是1440，求凈計(jì)數(shù)率的值、其標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。15. 用NaI(T1)晶體測(cè)3MeVg射線能譜時(shí)，可以看到的峰有幾個(gè)，并計(jì)算相應(yīng)的能量，畫出能譜圖。16. 本底計(jì)數(shù)率15計(jì)數(shù)/min,測(cè)量樣品計(jì)數(shù)率135計(jì)數(shù)/min,試求對(duì)給定總的測(cè)量時(shí)間來說凈計(jì)數(shù)率精確度最高時(shí)的最優(yōu)比值樣品測(cè)量時(shí)間和本底測(cè)量時(shí)間之比;若凈計(jì)數(shù)率的相對(duì)

45、統(tǒng)計(jì)誤差為1，測(cè)量總時(shí)間的最小值是多少？17. 電容為10PF的沖氬氣的脈沖電離室，前置放大器的噪聲約20MV，輸入電容20PF（忽略分布電容）。若認(rèn)為信噪比小于5就無法測(cè)量了，求該電離室能夠測(cè)量的粒子最低能量。（氬的平均電離能為26eV）18. 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？19. 一個(gè)0.622MeV的光子射在探測(cè)器上，遭受兩次相繼的康普頓散射逃離。若兩次散射的散射角度分別是，沉積在探測(cè)器中的反沖電子的總能量是多少？20. 一個(gè)2.0MeV的光子射在探測(cè)器上，遭受兩次相繼的康普頓散射逃離。若兩次散射的

46、散射角度分別是30°和45°，沉積在探測(cè)器中的反沖電子的總能量是多少？（10分）解：由 得出： Er2=0.749所以探測(cè)器中沉積能量為：E=2-0.749=1.251(Mev) 21. 當(dāng)粒子被準(zhǔn)直得垂直于金硅面壘探測(cè)器的表面時(shí)，241Am刻度源的主要射線峰中心位于多道分析器的461道。然后改變幾何條件，使粒子偏離法線350角入射，此時(shí)，峰位移到449道，試求死層厚度（已知241Am刻度源的主要射線能量，以粒子粒子能量損失表示）。（10分）解：假設(shè)多道的增益（即每道所對(duì)應(yīng)的能量）為。設(shè)粒子在垂直入射時(shí)，在死層厚度內(nèi)損失能量為，則在偏離法線入射時(shí)在死層內(nèi)損失的能量?？傻玫椒?/p>

47、程解可得 22. 計(jì)算24Na2.76MeV射線在NaI(T1)單晶譜儀測(cè)得的能譜圖上的康普頓邊緣與單光子逃逸峰之間的相對(duì)位置。試詳細(xì)解釋射線在NaI(T1)閃爍體中產(chǎn)生那些次級(jí)過程（一直把能量分解到全部成為電子的動(dòng)能）？（10分）解：?jiǎn)我莘?E=2.76-0.511=2.249Mev 康普頓峰 EmaxEr（1meC22Er）2.526Mev 光電效應(yīng)光電子康普頓效應(yīng)電子對(duì)效應(yīng)23. 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？解：由依題意24. 對(duì)某樣品測(cè)得計(jì)數(shù)率Ns=870±25cps，本底計(jì)數(shù)率Nb=

48、20±4cps,求樣品的凈計(jì)數(shù)率及其統(tǒng)計(jì)誤差和相對(duì)統(tǒng)計(jì)誤差。解：凈計(jì)數(shù)率N0=870-20=850cps 統(tǒng)計(jì)誤差（252+42）1/2=25.3cps相對(duì)統(tǒng)計(jì)誤差25.3/850=2.98%25. 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2分 注：1) 只有極性沒有等效電路圖不得分 26. 試計(jì)算充Ar脈沖電離室和正比計(jì)數(shù)器對(duì)5MeV 粒子的最佳能量分辨率.(取 法諾因子,Ar的平均電離能為26.3eV)解：對(duì)充Ar脈沖電離室： 對(duì)充Ar正比計(jì)數(shù)器：27. 能

49、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1/1000,試求容器壁至少需多厚。解：28. 當(dāng)單能粒子被準(zhǔn)直得垂直于硅P-N結(jié)探測(cè)器的表面時(shí)，單能射線峰的中心位于多道分析器的480道。然后，改變幾何條件使粒子偏離法線45°角入射，此時(shí)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E0的粒子垂直入射時(shí) 0 設(shè)粒子在探測(cè)器死層內(nèi)的能量為E1則探測(cè)器靈敏體積得到的能量為（E0-E1）譜峰位在460道 E0-E1=480G (G代表能量刻度系數(shù)，沒寫不扣分) （得1分）當(dāng)450時(shí) 死層內(nèi)能量損失為E2 （得2分）探測(cè)器靈敏體得到的能

50、量為（E0-E2）= 460G （得1分）(480-460)G= 得： （得1分）注：評(píng)分按步驟逐步進(jìn)行。29. 本底計(jì)數(shù)率25計(jì)數(shù)/min,測(cè)量樣品計(jì)數(shù)率100計(jì)數(shù)/min,試求對(duì)給定總的測(cè)量時(shí)間來說凈計(jì)數(shù)率精確度最高時(shí)的最優(yōu)比值樣品測(cè)量時(shí)間和本地測(cè)量時(shí)間之比;若凈計(jì)數(shù)率的相對(duì)統(tǒng)計(jì)誤差為1，測(cè)量總時(shí)間的最小值是多少？解：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。30. 絕對(duì)峰效率為30的NaI（T1）閃爍探測(cè)器，對(duì)57Co點(diǎn)源的122kev射線測(cè)量15min光電峰計(jì)數(shù)180000個(gè)。然后同樣的源置于離表面積為314平方毫米的Si(Li)探測(cè)器的表面為10記錄60mi