(完整word版)核輻射探測學(xué)習(xí)題參考答案(修改)

第一章射線與物質(zhì)的相互作用1.不同射線在同一物質(zhì)中的射程問題如果已知質(zhì)子在某一物質(zhì)中的射程和能量關(guān)系曲線，能否從這一曲線求得d（氘核）與t（氚核）在同一物質(zhì)中的射程值？如能夠，請說明如何計算？解：P12”利用Bethe公式，也可以推算不同帶點例子在某一種吸收材料的射程。”根據(jù)公式：，可求出。步驟：1先求其初速度。2查出速度相同的粒子在同一材料的射程。3帶入公式。2：阻止時間計算：請估算4MeVα粒子在硅中的阻止時間。已知4MeVα粒子的射程為17.8μm。解：解：由題意得4MeVa粒子在硅中的射程為17.8um由T≌1.2×10R，Ma=4得T≌1.2×10×17.8×10×＝2.136×103：能量損失率計算課本3題，第一小問錯誤，應(yīng)該改為“電離損失率之比”。更具公式1.12-重帶點粒子電離能量損失率精確表達(dá)式。及公式1.12-電子由于電離和激發(fā)引起的電離能量損失率公式。代參數(shù)入求解。第二小問：快電子的電離能量損失率與輻射能量損失率計算：4光電子能量：光電子能量：（帶入BK）康普頓反沖電子能量：5:Y射線束的吸收解：由題意可得線性吸收系數(shù)，由其中N為吸收物質(zhì)單位體積中的原子數(shù)要求射到容器外時強度減弱99.9%=11.513cm6：已知t是自變量。①求ι增大時，曲線的變化形勢。②畫出f(t)的曲線。答：①當(dāng)ι增大時，曲線同一個自變量t值最后將是函數(shù)結(jié)果減小。當(dāng)A>0時，f(t)=的圖像為下面圖一：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分別為為0.25,0.5,1,2,3,4時的圖像當(dāng)A<0時，f(t)=的圖像為下面圖二：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分別為為0.25,0.5,1,2,3,4時的圖像7.計算放射源發(fā)射的粒子在水中的射程。答：先求粒子在空氣中的射程由對多種元素組成的化合物或混合物，因為與入射粒子的能量相比，原子間的化學(xué)鍵能可以忽略，所以其等效原子量式中為各元素的原子百分?jǐn)?shù)。對空氣而言，，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，，所以對水而言在水中的射程第二章輻射探測中的統(tǒng)計概率問題1、設(shè)測量樣品的真平均奇數(shù)率為，試用泊松分布公式確定在任一秒內(nèi)得到的技術(shù)小于或等于2的概率。解：由題可知１、解：由題得X~（5）２、解：因為=100即X~(100)所以m較大可近似X~N（100，）所以Ｐ｛＝104｝0.367＝－＝２－１＝0.31083、解：由題意知經(jīng)一分鐘測量后m=400，則統(tǒng)計誤差為標(biāo)準(zhǔn)偏差=20，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.05將測量時間延長至9分鐘，標(biāo)準(zhǔn)偏差將增大，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差會減小(P55)4．用光子轟擊光陽極。已知打出一個光電子的概率p,不打出光電子的概率q=1-p。設(shè)用n表示打出的光電子數(shù)，問n是什么樣的隨機變量，其平均值，方差為何？答：設(shè)一束光中用N個光子，則n服從二項分布，其平均值為N,方差為N5,設(shè)隨機變量ξ遵守泊松分布，且知其平均值m=10,試?yán)帽?.1計算ξ取大于1值的概率。解：方法1：（不利用表2.1）p{ξ=0}=p(0)=P{ξ=1}=p(1)=所以，ξ取大于1的概率為：P{ξ>1}=1-p{ξ=0}-p{ξ=1}=1—方法2：（利用表2.1）當(dāng)n較大時，泊松分布中，第四章閃爍探測器1.試計算24Na的2.76MevVg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位置。答案：康普頓邊緣，即最大反沖電子能量單逃逸峰：2.試詳細(xì)分析上題中g(shù)射線在閃爍體中可產(chǎn)生哪些次級過程。答：光電效應(yīng)（光電峰或全能峰）；康普頓效應(yīng)（康普頓坪）；電子對生成效應(yīng)（雙逃逸峰）。上述過程的累計效應(yīng)形成的全能峰；單逃逸峰。以級聯(lián)過程（如等）為主的和峰。3.當(dāng)入射粒子在蒽晶體內(nèi)損失1MeV能量時，產(chǎn)生20300個平均波長為447nm的光子，試計算蒽晶體的閃爍效率。答案：波長為的熒光光子的能量閃爍效率4.假設(shè)NaI(T1)晶體的發(fā)光時間常數(shù)為230ns，求一個閃爍事件發(fā)射其總光產(chǎn)額的99%需要多少時間？答案：閃爍體發(fā)光的衰減的指數(shù)規(guī)律所以，一個閃爍事件發(fā)射其總光產(chǎn)額的99%需要時間：5.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0.662MeVg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，對測得的0.662MeVg射線譜的形狀，其總譜面積相應(yīng)的計數(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。6.試解釋NaI(T1)閃爍探測器的能量分辨率優(yōu)于BGO閃爍探測器的原因，為何后者的探測效率要更高一些？答：NaI(T1)閃爍探測器的能量分辨率優(yōu)于BGO閃爍探測器是由于前者的發(fā)光效率明顯優(yōu)于后者，僅為的8%。而后者的密度和有效原子序數(shù)則優(yōu)于前者。7.用NaI(T1)單晶g譜儀測137Cs的662keVg射線，已知光的收集效率，光電子收集效率，光陰極的光電轉(zhuǎn)換效率，NaI(T1)晶體相對于蒽晶體的相對發(fā)光效率為230%。又知光電倍增管第一打拿極倍增因子，后面各級的，并認(rèn)為及均為4%，試計算閃爍譜儀的能量分辨率。答案：已知條件改為：。且不考慮及的影響。由（9-5-21）式第五章半導(dǎo)體探測器1.試計算粒子在硅中損失100keV的能量所產(chǎn)生的電子－空穴對數(shù)的平均值與方差。答案：常溫下，在硅中產(chǎn)生一個電子-空穴對所需的能量：電子－空穴對數(shù)的平均值：電子－空穴對數(shù)的方差：2當(dāng)粒子被準(zhǔn)直得垂直于硅P-N結(jié)探測器的表面時，241Am刻度源的主要射線峰的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35°角入射，此時看到峰漂移至449道。試求死層厚度（以粒子能量損失表示）。答案：由手冊可查，241Am刻度源的主要射線能量。并假設(shè)多道的增益（即每道所對應(yīng)的能量）為。設(shè)粒子在垂直入射時，在死層厚度內(nèi)損失能量為，則在偏離法線入射時在死層內(nèi)損失的能量?？傻玫椒匠探饪傻?.算金硅面壘探測器結(jié)電容，設(shè)其直徑20mm，，V=100V。答案：金硅面壘探測器結(jié)由N型硅為原材料，由（10-4-9）式，結(jié)電容4.本征區(qū)厚10mm的平面Ge(Li)探測器工作在足以使載流子速度飽和的外加電壓下，問所加電壓的近似值是多少？若任一脈沖的空穴或電子損失不超過0.1%，問載流子所必須具有的最短壽命是多少？答案：由載流子達(dá)到飽和速度的電場強度，計算得到需加電壓伏，似乎太高，一般為5000伏左右。由于載流子的損失，所以服從指數(shù)規(guī)律式中，稱為漂移長度，其定義為載流子經(jīng)過長度為時，載流子濃度降為原來的。由上式式中，5