核辐射探测作业研讨.doc

核 辐 射 探 测 作业参考答案 核辐射探测作业答案 第一章作业答案 α在铝中的射程 3．从重带电粒子在物质中的射程和在物质中的平均速度公式，估算4MeV的非相对论α粒子在硅中慢化到速度等于零（假定慢化是匀速的）所需的阻止时间（4MeVα粒子在硅中的射程为17.8㎝）。 解： 依题意慢化是均减速的，有均减速运动公式： ｛ ｛ 依题已知： 由 可得： 这里 4．10MeV的氘核与10MeV的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比是多少？20MeV的电子穿过铅时，辐射损失率和电离损失率之比是多少？ 解： 由 5．能量为13.7MeV的α粒子射到铝箔上，试问铝箔的厚度多大时穿过铝箔的α粒子的能量等于7.0MeV? 解： 13.7MeV的α粒子在铝箔中的射程，7.0MeVα粒子在铝箔中的射程之差即为穿过铝箔的厚度d 由 6．当电子在铝中的辐射损失是全部能量损失的1/4时，试估计电子的动能。27MeV的电子在铝中的总能量损失率是多少？ 解： 不考虑轨道电子屏蔽时 考虑电子屏蔽时 7.当快电子穿过厚为0.40㎝的某物质层后，其能量平均减少了25%.若已知电子的能量损失基本上是辐射损失，试求电子的辐射长度。 解： 8．能量为1.25MeV的γ放射源放在铅容器里，为了安全，必须使容器外的强度减小为原来的1/4000,试求容器壁至少需多厚。 解： 查附录6表并用内插法得1.25MeV的射线在铅中的质量系吸收数 而 所以 9．一准直的γ光子束，能量为2.04MeV,穿过薄铅片，在200方向测量次级电子，求在这个方向发射的光电子和康普顿反冲电子的能量是多少？（铅的Bk＝88.1keV,Bl=15keV）. 解： 光电子能量 K层L层的能量分别为 康普顿电子能量：已知 11. 一个2MeV的γ光子射在探测器上，遭受两次相继的康普顿散射逃离。若两次散射的散射角度分别是 ，沉积在探测器中的反冲电子的总能量是多少？ 解： 由 得出： 所以探测器中沉积能量为： 第二章作业答案 1． 活度为的14C射线源（射线的平均能量为50keV）置于充Ar的4电离室内，若全部粒子的能量都消耗在电离室内，求饱和电流是多少？ 解： 饱和电流I饱和＝e= (由于是4电离室,且电离室对β的本征效率100％，因此∑总＝100％)。 2． 极间距离为5㎝，具有150pF电容的平行版电离室工作在电子灵敏方式。计算离阳极2㎝处形成1000个离子对产生的脉冲幅度？ 解： 对于平行版电离室，电子对脉冲幅度的贡献为 依题意 x0=2㎝,d=5㎝,c=150pF,N0=1000,e=1.6×10-19c . 4．一个具有比较好的信噪比特性的放大器给定10mV的最小输入脉冲。如果测量500keV的X射线，在一个具有200pF的充Ar正比计数管中需要多大的气体放大因子？ 解： 正比计数管脉冲 依题已知 ＝10mV，c＝200pF e＝1.6×10-19c 氩气的平均电离能W＝26.4ev. Ex=500kev=5×105ev 补充题1 当G-M计数管的窗厚加60mg/cm2时，β的计数率减少一半。试求这种放射源发射的β射线的最大能量是多少？ 解： 根据β射线吸收规律，窗厚为xm时进入G-M管灵敏体积内的β强度为 窗厚以后，穿过窗进入G-M管灵敏体积的β射线强度为 计数减少一半，即 得从而得到 又由 最后得到 补充题2： 用锢（In）片活化法测量热中子通量密度，已知铟片s=4㎝2,xm=100mg/cm2, 锢中115In的丰度为95.7%，热中子活化截面145b。将铟片放在中子场中照射6小时后取出，等待20分钟开始测量116In的放射性，测量10分钟测得计数率为164000cps，求照射的热中子通量密度。 （ 116mIn的半衰期为54.1分，116In半衰期为14.1秒） 解： 活化反应为115In(n,γ)116mIn 根据题意知，铟片内的115In的核素为 分钟 推出 10分钟测得的总计数为 补充题3 电容为10PF的冲氩气的脉冲电离室，前置放大器的噪声约20MV，输入电容20PF（忽略分布电容）。若认为信噪比小于5就无法测量了，求该电离室能够测量的粒子最低能量。 解： 由脉冲电离室输出脉冲幅度 依题意 补充题4 死时间分别为30和100的探测器A和B，若B探测器的死时间漏计数率是A探测器死时间漏计数率的两倍，求应测的计数率是多少？ 解： 第三章作业答案 2．使用一个完全耗尽了的0.1mm厚的硅探测器，若偏压大到足够使载流子速度处出饱和，估算电子和空穴的最大收集时间。 解： 在室温（300K）时电子和空穴的饱和速度V=8×106㎝.s-1