核技术-探测复习材料剖析.doc

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1、核技术探测复习材料一、简答题：（共35分）1．带电粒子与物质发生相互作用有哪几种方式？（5分）与原子核弹性碰撞；（核阻止）（1分）与原子核的非弹性碰撞；（轫致辐射）（1分）与核外电子弹性碰撞；（1分）与核外电子的非弹性碰撞；（电离和激发）（1分）正电子湮灭；（1分）2．气体探测器两端收集到的离子对数和两端外加电压存在一定的关系。具体如下图所示。（5分）填空:Ⅰ复合区（1分）Ⅱ饱和区（电离室区）（1分）Ⅲ正比（计数）区（1分）Ⅳ有限正比区（1分）ⅤG-M区（1分）注：1）有限区的0.5分3．通用闪烁体探头的组成部件有那些？为什么要进行避光处理？（5分）答案要点1）闪烁体（1分）、光

2、学收集系统（1分）（硅油和反射层）、光电倍增管（1分）、2）光电倍增管的光阴极（1分）具有可见光光敏性（1分），保护光电倍增管。4．PN结型半导体探测器为什么要接电荷灵敏前置放大器？（5分）答：由于输出电压脉冲幅度h与结电容Cd有关（1分），而结电容随偏压（2分）而变化，因此当所加偏压不稳定时，将会使h发生附加的涨落，不利于能谱的测量；为解决该矛盾，PN结半导体探测器通常不用电压型或电流型前置放大器，而是采用电荷灵敏前置放大器。电荷灵敏放大器的输入电容极大，可以保证C入>>Cd，（2分）而C入是十分稳定的，从而大大减小了Cd变化的影响。可以保证输出脉冲幅度不受偏压变化的影响。注）

3、1所有讲述半导体探测器原理得1分5．衡量脉冲型核辐射探测器性能有两个很重要的指标，这两个指标是指什么？为什么半导体探测器其中一个指标要比脉冲型气体电离室探测器好，试用公式解释？（5分）答案要点：第1问：能量分辨率（1.5分）和探测效率（1.5分）注：1）答成计数率得1分第2问：（1分）（1分）6．中子按能量可分为哪几类？常用的中子探测方法有哪些？（5分）答案要点：第1问：快中子、热中子、超热中子、慢中子答对3个以上得1分第2问：核反冲法（1分）核反应法（1分）、活化法（1分）、核裂变法（1分）7.试定性分析，分别配以塑料闪烁体及NaI(T1)闪烁晶体的两套闪烁谱仪所测得0.662

4、MeVg射线谱的形状有何不同？（5分）答案：由于塑料闪烁体有效原子序数、密度及发光效率（3点得1分）均低于NaI(T1)闪烁晶体，对测得的0.662MeVg射线谱的形状，其总谱面积相应的计数（得1分）、峰总比（得1分）、全能峰的能量分辨率（得1分）均比NaI(T1)闪烁晶体差，甚至可能没有明显的全能峰（得1分）。注：抓住要点给分，1个要点1分二、证明题：（共10分）1．试证明光子的光电效应是光子与原子整体相互作用，而不是与自由电子发生相互作用。（5分）证明：假设光电效应只与自由电子发生相互作用，那么应该满足动量和能量守恒定理。假如何光子能量Eγ=hυ（得1分）,动量Pγ=hυ/c

5、（得1分）；根据相互作用满足能量守恒定理，则电子能量Eβ=hυ=mc2（得1分），电子动量Pβ=（hυ/c2）×v（得1分）；由于电子速度小于光子速度，所以Pβ＜Pγ（得1分），动量不守恒所以得证γ光子的光电效应是光子与原子整体相互作用。2．（5分）利用误差传递公式若对某放射性样品重复测量K次，每次测量时间t相同，测得的计数为N1、N2，…Nk,试证明计数率平均值的统计误差为：证明：三、计算题。（共55分）1.（5分）画出下图输出电路的等效电路，并标明极性。答：评分标准：1）等效电路图3分具体分配，电流源、电容、电阻位置正确各得1分2）极性2分，只要正确标出和说明极性均得2分注：

6、1)只有极性没有等效电路图不得分2.（5分）试计算充Ar脉冲电离室和正比计数器对5MeV粒子的最佳能量分辨率.(取法诺因子,Ar的平均电离能为26.3eV)解：对充Ar脉冲电离室：对充Ar正比计数器：3．（5分）能量为1.50MeV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1/1000,试求容器壁至少需多厚。解：4.（6分）当单能粒子被准直得垂直于硅P-N结探测器的表面时，单能射线峰的中心位于多道分析器的480道。然后，改变几何条件使粒子偏离法线45°角入射，此时看到峰漂移至460道。试求死层厚度（以多道道址表示）。解：当能量为损失E0的粒子垂直入射时＝0设

7、粒子在探测器死层内的能量为E1则探测器灵敏体积得到的能量为（E0-E1）谱峰位在460道E0-E1=480G(G代表能量刻度系数，没写不扣分)（得1分）当＝450时死层内能量损失为E2＝（得2分）探测器灵敏体得到的能量为（E0-E2）＝=460G（得1分）(480-460)G=得：（得1分）注：评分按步骤逐步进行。5．（6分）本底计数率25计数/min,测量样品计数率100计数/min,试求对给定总的测量时间来说净计数率精确度最高时的最优比值样品测量时间和本地测量时间之比;若净计