核技术应用习题答案

1、习题答案核技术及应用概述1、核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作 用为根底， 以加速器、反响堆、 核武器装置、 核辐射探测器和核电子学为支撑而开展起来的 综合性现代技术学科。2、广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术， 辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。3、主要是利用核裂变和核聚变反响释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器， 主要应用有： 核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。4、在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验 方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。特点：

2、1灵敏度高。比方，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm ;甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。个别的灵敏度可能更高。2准确。3快速。4不破坏样品。5样品用量极少。比方，可以少到微克数量级。5、定义： 应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测 量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律， 揭示用其他方法不能分辨的内在联系， 此技 术称放射性同位素示踪技术。有三种示踪方式： 1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。 2)将示踪原子与待研究物质完全混合。3)将示踪原子参加待研究对象中，然后跟踪。6、放射性示踪7、核检测技术

3、: 是以核辐射与物质相互作用原理为根底而产生的辐射测量方法和仪器。特点： 1 )非接触式测量; 2)环境因素影响甚无; 3)无破坏性： 4)易于实现多个参数 同时检测和自动化测量。8、辐射照射技术：是利用射线与物质的相互作用，将物质置于辐射场中，使物质的性质发 生有利改变的技术。辐射交联的聚乙烯有什么优点：热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易 被溶解、电绝缘性能很好，且不怕潮湿。9、X 射线断层扫描 (XCT) 、核磁共振显像仪 (NMR-CT) 、正电子发射显像仪 (PECT) ， 同 位素单光子发射显像仪 (SPECT) 和康普顿散射显像仪 (CST) ;10、核医学是当今产值

4、最大、开展最快的核辐射设备。第一篇 核技术根底知识1、具有确定质子数和中子数的原子核称做核素。 质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。2、结合能是质子和中子结合构成原子核时所释放的能量。3、7.476Mev4、结合能是：2.224 Mev 比结合能是：1.112Mev5、丫衰变特点:1 从原子核中发射出光子2常常在a或3衰变后核子从激发态退激时发生3 产生的射线能量不连续4 可以通过测量光子能量来鉴定核素种类类别6、一定量的某种放射性原子核衰变至原来的一半所需要的时间。7、1t= InNoNLn2T1/2带入数据推出t=46758年8、高速带电粒子通过原子核附近时，受到原子核库仑电场的作用而

5、急剧减速，一局部能量以光子的形式辐射出来，这种辐射称为韧致辐射。9、当光子丫与物质原子中的一个电子发生弹性相撞时，将局部能量传给电子，电子获得能量后脱离原子而运动，该电子称康普顿-吴有训电子，而使物质电离。光子本身能量减少又改变了运动方向。当光子的能量为时，该效应比拟明。10、 定义：放射性核素在单位时间dt内发生核衰变的数目dN单位：SI: Becquerel(Bq)A=dN/dt1Bq=1s-1 居里 1Ci=3.7 X 1010Bq11、1放射性物质人造 天然2加速器3反响堆4宇宙射线5地球环境核能利用与核武器1、原子核的比结合能：原子核的比结合能是该原子核中每个核子的平均结合能也就是该

6、原子核的总结合能 B乙A 被质量数A除，即= B乙A /A2、反响堆由堆芯、 冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。3、按能谱分有：由热能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆；按冷却剂分有：轻水堆，即普通水堆又分为压水堆和沸水堆、重水堆、气冷堆和钠冷堆。按用途分有：1研究试验堆：是用来研究中子特性，利用中子对物理学、生物学、辐照防护学以及材料学等方面进行研究；2生产堆，主要是生产新的易裂变的材料铀-233、钚-239 ; 3动力堆，利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发电。4、核电厂用的燃料是铀。 用铀制成的核燃料在 反响堆的设备内发生裂变而产生

7、大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。5、 是此代裂变产生的中子总数与前一代裂变产生的中子总数的比值。用K表示，K = 1时为临 界状态。第二篇核医学成像技术和仪器1、诊断型仪器：X射线透视，X射线摄影，X-CT, SRECT, PET，丫相机，NMR。治疗型仪器：X射线治疗机，快中子治疗仪，X-刀和丫 -刀2、计算公式:CT值组织水1000H水空气的CT值为：-10003、放射治疗的方法有三种：贴敷法、腔内照射法和体外照射法。4、丫心脏功能仪PETSPECT第三篇核辐射应用仪表1、1

8、37Cs 和 60Co2、不同的是前者依靠放射性同位素发射的射线使避雷针附近的空气大量的电离，主动地打 开一条与云中电荷相通的电的通路；而富兰克林避雷针的尖端只能产生少量的离子。3、 1非接触式测量2环境因素对核辐射的来源无影响3实现在线测量4静电消除器5能实现同时多个参量测量4、静电消除器 烟雾报警器 避雷针13760192.241 5、 Cs、Co Ir、 Am6、氢7、分为：插入式，透射式和散射式8、 原理为：放射性同位素的原子核在无外界作用下能自发地发生衰变，变成另一种原子核，同时放出a射线、B射线或丫射线等。前两种射线都带电， 并且具有较高的 能量，所以能将空气电离成正负离子而逐渐消

9、耗自身的能。由于烟雾进入电离空间时，吸附了某些离子，使离子迁移速度明显变慢。据此，就可以做成离子感烟探头。离子感烟探头与控制电器装置相配合， 构成了火灾自动报警 仪器。第四篇核辐照技术及应用1、常用辐照源：钴-60,铯-137,电子加速器，同步辐射2、辐照剂量kGy0. 1-0. 180.95-95-10辐照效应抑制发芽杀虫抑止成熟 及霉烂延长货架寿命巴斯德灭菌加热菌去污染3、10 kGy4、优越性为：1射穿透能力强2适用性广3辐射处理是一种冷加工技术4节省能量5无化学残毒6大大延长产品的保质期？5、 1射穿透能力强2适用性广3辐射处理是一种冷加工技术4节省能量5无化学残毒6大大延长产品的保质

10、期第五篇放射性示踪技术及应用1、1反响堆生产2加速器产生3母牛法2、 1放射性半衰期2放射性比活度3辐射类型和能量4放射性核素的纯度5放射性核素的毒性6示踪剂的生物半衰期3、14C 和 3H4、1000 ； 600 ； 3005、 1灵敏度高2放射性比活度3测量简便、易分辨4符合生理条件5能定位6、99Tcm7、各点浓度为：220Rn在小闪烁室a和b中的衰变率为：DPM 严 - 60 = Gil-尹氏勺DPM b = Cg-厂视咗ThA216P0 的半衰期0.16秒很短，可以认为220Rn连续发射2个a粒子，那么小闪烁室 a和小闪烁室b测到的a计数率为：CFM $ = 2DPM小闪烁室a和小闪

11、烁室b测到的a计数率比值为：所以气体流量Ln(CPMJCPMb)8、放射性示踪技术优点是测量准确度与速度分布无关9、由于入=1 n2/T 1/2所以 t = (1.277 X 109- ln2) X In(1 + 10/90) = 1.9411 X 108(年) 由此可知该动物距今1.9411 X 10 8年。10、(1)同位素稀释法(2)放射分析法第六篇1活化分析技术1、核分析：利用核辐射粒子与物质的原子或原子核相互作用，采用核物理实验技术获得可 观测信息，分析研究物质材料成分和结构的方法。分类1活化分析中子活化分析带电粒子活化分析 2离子束分析卢瑟福背散射分析沟道技术分析核反响分析粒子诱发

12、x荧光分析3核效应分析穆斯堡尔效应分析正电子淹灭技术扰动角关联核磁共振4超灵敏质谱分析2、1 核反响法：产生带电粒子，对物质产生电离；2 核反冲法：中子与核弹性碰撞，反冲核能量耗于电离；3 核裂变法：裂变碎片能量耗于电离，产生脉冲；4激活探测法：中子照射物质，使其局部变为放射性元素。3、定义：用中子照射稳定核素，稳定核素吸收中子变成放射性核素，发射丫射线，测量丫 射线的能量和强度可以得知原来稳定核素的元素名称和含量。步骤：1样品2 辐照 3放射性测量 4 结果评价4、主要有：？同位素中子源?加速器中子源 ?反响堆中子源5、解:16S16N 和 19Ft16N 的 16N 的总计数 198519

13、 Ft19O 的 19O 的计数 1054由19O计数求得19F含量，从而求出19F对16N计数的奉献，从16N计数1985中减去 1乍对16n计数的奉献，那么是由16o生成的16n的计数，从而可以求出16o的含量，由公式_Z N M莎 =r- D C1=衰变常数N：计敷M:待测样品核素的原子量Na :阿夫加德罗常数=6.022： X 1回m田0 丰度审：中子通墨 o:反响的载更 A 內转换和分支比因子=以I十內轉换系数咖X分支比沽 厂探测效率 J:饱和因子= 刀：衰变因子=卿亠仙一C .测重因子=-亡Kp (-X (tyt)带入相关的数据可求出Wf=5.678 X 10-4克那么由5.678

14、X 10-4克19F生成的160计数N=Wpf N 0* 1.02 MeV4、严格的同时性和其直线性：两个丫射线的能量完全相等为511 keV,发射方向完全相反。5、高能正电子与介质原子周围的电子单位时间内产生湮灭的几率。入的倒数即正电子的平 均寿命T。6、1正电子湮没寿命谱；2正电子湮没辐射角关联谱；3多普勒展宽谱；4慢正电子束技术7、 1正电子湮灭技术现在已开展成为物理学家、冶金学家、生物学家和医生们的得力研究 工具之一。2被研究的物质形态及其开展，包括金属、离子化合物、共价绝缘体化合物，半导体的 高分子化合物，也包括固体的单晶、多晶、非晶体、液晶和生物膜等等。3 正电子与物质相互作用，对于电子非常敏感，可用来研究物质结构方面的问题，如空 位、空位团、位错以及微空洞和多种色心等原子尺度范围的缺陷。4 由于慢正电子的入射动能很低，这项技术可用来研究固体纯真外表的电子态和结构缺 陷，已成为外表物理学的一种重要研究手段。5医生们应用放射性正电子同位素，对药物作用于人体的过程予以示踪，一旦药物到达 某一器官，探测湮灭产生的两条丫射线就能准