辐射探测与测量要求及答案 四川大学版

1、辐射探测与测量第一章 掌握内容：1.放射性的衰变规律、表达式、换算关系；2. 放射性活度的定义、单位；3. 比放射性活度；对于固体:比放射性活度为单位质量某种物质的放射性活度。Bq/kg对于气体、液体:为单位体积内放射性活度。Bq/m3第二章 掌握内容：1. 、与物质相互作用的规律（与入射粒子、靶物质的关系）、主要作用形式；粒子的电离能力强，与物质相互作用时，轨迹基本成直线，路程和射程可以认为基本相等，穿透能力弱射线与物质相互作用时，主要引起电离能量损失、辐射能量损失和多次散射，其穿透能力较射线强。射线与物质相互作用主要有光电效应、电子对效应、康普顿效应，射线的穿透本领强。2. 歧离现象产生的

2、原因及表现形式：能量损失的随机性引起某一物理量的涨落。 能量岐离、射程岐离、角度岐离3. 、与物质相互作用过程中异同之处+？；相同：都是带电粒子，在与物质相互作用时，仍然主要是与物质中的原子核外电子发生电离相互作用。不同：粒子的质量是粒子质量的1/7300，它与物质作用的主要形式有：电离能量损失、辐射能量损失和多次散射，它的运动轨迹不再成直线，而是变得十分曲折。4. 带电粒子和射线在与物质相互作用过程中的区别；射线与物质相互作用方式：光电效应、康普顿效应、电子对效应、除上述三种主要相互作用外，还有相干散射、光致核反应、核共振反应5. 、穿过吸收物质时的吸收曲线及所满足的规律（公式）及特点；单能

3、电子的吸收，粗略的随厚度线性变化粒子在开始一段距离保持不变，当增加到一段距离时，计数率很快下降，在R附近被全部吸收。6.几个概念：电离损失：带电粒子与靶物质中的原子的原子核外的电子发生非弹性碰撞，导致原子电离或激发，因而损失其能量。辐射损失：入射带电粒子与物质原子核发生非弹性碰撞时，以辐射光子的形式损失能量。散射：粒子与靶物质原子核库仑场作用时，只改变运动方向，而不辐射能量，这种过程称为弹性散射。轫致辐射：带电粒子与物质原子核发生非弹性碰撞时，带电粒子接近原子核时，速度迅速降低，会发出电磁波，产生轫致辐射。射程：入射粒子在吸收物质中，沿入射点到它终点之间的直线距离。比电离：单位路程上的离子对数

4、目。歧离现象：光电效应：光子与靶物质相互作用，光子的全部能量转移给原子中的束缚电子，使这些电子从原子中发射出来，光子本身消失。康普顿效应：入射入射光子与原子核外的电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而光子的运动方向和能量都发生了变化，而称为散射光子。电子对效应：射线从原子核旁边经过时，在原子核的库仑场作用下，光子转化为一个正电子和负电子。角分布：吸收曲线：粒子强度随吸收片厚度的变化的曲线。吸收系数：半吸收厚度：7. 正电子湮没现象、湮没光子的特点。高速正电子进入物质后，很快被慢化，然后在电子径迹末端与负电子发生湮没，放出光子，或与一个负电子结合在一起，形成正电子素，衰

5、变后转变成电磁辐射。湮没特点：两个淹没光子能量相同，方向近似相反，各向同性。熟悉内容：1.了解研究射线与物质相互作用的基本方法；2.布拉格相加法则的计算和适应条件；3.基本关系式。了解内容：1. 重离子与物质相互作用时的电荷交换效应；2. 重离子的电子阻止本领和核阻止本领。第三章掌握内容：1. 平均电离能：带电粒子在气体中产生一对离子所需的平均能量。2. 射线在气体中的电离效应转换成电信号的原理：入射带电粒子通过气体时，与气体分子不断碰撞而损失能量，最后被阻止下来，碰撞的结果会使气体分子电离或激发，并在粒子通过的径迹上产生大量的离子对，离子对在收集器中的强电场作用下产生漂移，由于静电感应，电极

6、上将产生感应电荷，随着漂移变化，在输出回路上形成感应电流，从而完成了电离效应转换成电信号的过程。3. 离子的收集和电压电流曲线；4. 几种类型的气体探测器输出脉冲幅度与入射损失能量的关系；？ 5. 掌握GM计数管特性： 1）测量坪曲线的方法、坪曲线各参数、由坪曲线选择工作电压的方法；起始电压：计数管放电的阈电压；坪斜：通常以工作电压Vp每增100V（或1V）时的计数率增长的百分率表示；坪长：坪区长度； 2）死时间、恢复时间、分辨时间；6. 计数管探测效率的定义、计算熟悉内容：1. 计数管中电子和离子在气体中的运动规律?？；2.脉冲电离室的外回路时间常数对输出脉冲信号的影响；3.气体放大机制产生

7、再电离条件、结构与电场？ 了解内容：不同种类的气体探测器结构、特点。第四章 掌握内容：1.闪烁探测器基本组成部分；2.闪烁探测器测量核辐射的基本工作原理（五个基本过程）；3.各能区能谱产生的原因及特点；？4.单能射线其能谱形成的原理（复杂的原因）；全能峰形成的原因、特点； 全能峰包含光电效应及多次效应的贡献，能量分辨率为8%，这一脉冲的幅度值直接反应射线的幅度值。5. 掌握能量刻度、未知核素的射线能量确定的方法。？P264熟悉内容：1.闪烁体的作用；2. 光电倍增管中光阴极、次阴极、阳极的作用；光阴极是接受光子并放出光电子的电极。次阴极又称倍增极打拿极，使通过光阴极的光电子通过各级时倍增。阳极

8、把所用电子收集起来，转变成电信号输出。3. 光电倍增管暗电流产生的原因、对测量的影响？；4.闪烁探测器的时间特性；？P1295.影响探测器能量分辨率的因素；（P140）6. NaI(Tl)单晶谱仪能量分辨率与射线能量的关系。了解内容：1.几种常用闪烁体物理性能、特点和测量对象；2.反射层、光学耦合剂、光导的作用；3.光电倍增管的类型；4.光电倍增管主要指标；第五章 掌握内容：1.作为探测器应满足的条件；2.为什么PN结是半导体探测器的灵敏区；PN结区内的载流子浓度很低，又称耗尽区，内阻非常高，加上反向电压后，电压几乎完全降落在结区，在结区形成一个足够强的电场，而几乎没有漏电流流过。当带电粒子射

9、入结区后，通过与半导体材料作用，很快损失能量，带电粒子损失的能量将使电子由满带跳到空带上去，于是在满带中就留下了空穴，就形成了电子-空穴对，在电场作用下，电子和空穴向两极漂移，于是在回路中形成信号。3.金硅面垒探测器特点及用途，金硅面垒谱仪在使用中的两个特殊问题；？辐射损伤？特点：1、能量分辨率高，仅次于磁谱仪；2、设备比磁谱仪简单得多，使用方便；3、灵敏体积不能做的太大；4、时间响应与闪烁探测器差不多；5、本底很低。特殊问题：？4.HPGe探测器的特点及用途，HPGe谱仪效率刻度曲线的基本测量方法；？特点：一般工作在全耗尽状态；要求在液氮温度小使用，但可保存在室温下；灵敏区体积大，可达400

10、cm2。用途：主要用于探测、射线。刻度曲线基本测量方法：5.硅锂漂移探测器的特点及用途；硅锂漂移探测器的效率曲线及测量的能量范围；？特点：灵敏区的厚度可达510mm；Z小，Z=14，对射线的光电峰效率低；用途：主要用于低能射线和X射线的测量。7. 为什么半导体探测器的能量分辨率好于其它探测器？其根本原因及公式描述；熟悉内容：1. 辐射损伤现象、产生的原因、损伤阈；了解内容：1.锂漂移探测器原理；2.新型半导体探测器的类型、用途；3.半导体探测器在使用中需注意的问题；脉冲探测器小结掌握内容：1. 探测器的基本性能 基本物理量、探测器的主要工作方式； 2. 探测器的探测效率 影响探测器探测效率的因

11、素：几何因子（立体角）、物质减弱因子、作用几率、记录效率。 几种效率的定义：源探测效率、本征探测效率；源峰探测效率、本征峰探测效率；峰总比；3.探测器的输出信号 输出回路时间常数在RC<<tc和RC>>tc两种情况下，对探测器输出脉冲形状的影响； 输出脉冲形状对探测器的上升时间、分辨时间和能量分辨率的影响。4.脉冲幅度谱和能量分辨率 能谱仪的能量分辨率的表示方法，影响谱仪能量分辨率的因素。 4. 计数条件的选择与计数曲线微分谱和积分谱； 放大器放大倍数的改变对测量计数曲线的影响； 探测器工作电压选择的依据。第六章 掌握内容：1.原子核乳胶和固体径迹探测器的基本工作原理；

12、2.固体径迹探测器的阈特性、临界角。2. 热释光探测器的基本原理，热释光的测量方法及主要用途。优点：体积小、灵敏度高、量程宽、测量对象广泛探测方法：由加热部分、光电转换部分、输出显示部分组成，有加热部分和光电转换部分组成探测头。加热发光的测量时通过光电倍增管将光信号转换成电信号的。用途：可测量X、中子、质子等射线，主要用在剂量监测方面，在考古和地质方面也有很重要的应用，在核医学和宇宙学方面也有应用。熟悉内容：1.原子核乳胶：2.原子核乳胶、固体径迹探测器的种类和特性；固体径迹探测器：有阈值和临界角3. 热释光探测器的主要参数？第七章 掌握内容：1. 概念： 符合事件 ：两个或两个以上同时发生的

13、事件。同时性事件？ 符合方法：符合、反符合、延迟符合 真符合和偶然符合 反符合：延迟符合： 2. 基本关系式： 偶然符合与符合分辨时间；真偶符合比：真符合计数率与而然符合计数率的比值。（P192） 符合计数的相对误差；4. 时间分辨本领的影响因素；4. 时间分析谱仪： 单道时间谱仪和多道时间谱仪。（P208）熟悉内容：1. 符合法测量放射源活度的思路、特点、要求；(P218)2.符合装置的分辨时间测量；3.定时信号拾取方法。了解内容：符合法的应用第八章 掌握内容：1. 中子探测方法的依据、特点；2.中子与物质相互作用的几种主要形式和特点(核反应法、核反冲法、核裂变法、中子活化法)（P297）3.中子活化分析方法基本原理;4.名词和概念： 中子能量1/2mv2、热中子E=0.0253ev,、快中子0.120Mev、慢中子E<1kev中子通量密度：饱和放射性。? 、切镉能?、5.方法原理和基本关系式: 飞行时间法 飞行时间与中子能量的关