最新核辐射物理及探测学期末总结(1)PPT课件.ppt

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1、核辐射物理及探测学期末总结(1)重带电粒子与物质的相互作用1、特点重带电粒子均为带正电荷的离子；重带电粒子主要通过电离损失而损失能量；重带电粒子在介质中的运动径迹近似为直线。2、重带电粒子在物质中的能量损失规律1)能量损失率(SpecificEnergyLoss)对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于其电离能量损失率。2)Bethe公式的讨论(2)、与带电粒子的电荷z的关系；(1)、与带电粒子的质量M无关，而仅与其速度v和电荷数z有关。(3)、与带电粒子的速度v的

2、关系：非相对论情况下，B随v变化缓慢，近似与v无关，则：(4)、，吸收材料密度大，原子序数高的，其阻止本领大。3、正电子的湮没正电子与物质发生相互作用的能量损失机制和电子相同。高速正电子被慢化，在正电子径迹的末端与介质中的电子发生湮没，放出两个光子。正电子的特点是：两个湮没光子的能量相同，各等于511keV两个湮没光子的方向相反，且发射是各向同性的。射线与物质的相互作用特点：光子通过次级效应与物质的原子或核外电子作用，光子与物质发生作用后，光子或者消失或者受到散射而损失能量，同时产生次电子；次

3、级效应主要的方式有三种，即光电效应、康普顿效应和电子对效应。射线与物质发生不同的相互作用都具有一定的概率，用截面来表示作用概率的大小。总截面等于各作用截面之和，即：作用截面与吸收物质原子序数的关系总体来说，吸收物质原子序数越大，各相互作用截面越大，其中光电效应随吸收物质原子序数变化最大，康普顿散射变化最小。光电效应康普顿散射电子对效应作用截面与入射光子能量的关系光电效应截面随入射光子能量增加而减小，开始时变化剧烈，后基本成反比。电子对效应截面随入射光子能量增加而增加，只有光子能量大于1.022Me

4、V才能发生。康普顿散射截面开始基本为常数，随入射光子能量增加而减小，减小比光电效应缓慢。次电子能量光电效应：光电子康普顿散射：反冲电子电子对效应：正负电子对第七章辐射探测中的概率统计问题随机变量的运算和组合(A)(B)相互独立的随机变量的“和”、“差”与“积”的数学期望，是各随机变量数学期望的“和”、“差”与“积”，即：(C)相互独立的随机变量的“和”与“差”的方差，是各随机变量方差的“和”，即：(D)相互独立的遵守泊松分布的随机变量之“和”仍服从泊松分布。但是相互独立的遵守泊松分布的随机变量之“差

5、”，不服从泊松分布。串级随机变量的主要特点：(A)期望值：(B)方差：(C)相对方差：假如第一级随机变量的数学期望很大，那么就可以忽略第二级随机变量的相对方差对串级随机变量的相对方差的贡献。(D)由两个伯努利型随机变量1和2串级而成的随机变量仍是伯努利型随机变量。若1和2的正结果发生概率分别为p1和p2，则正结果发生概率为：(E)由泊松分布的随机变量1与伯努利型随机变量2串级而成的随机变量仍遵守泊松分布。设1的平均值为m1,而2的正结果发生概率为p2，则的平均值为：对于一个具

6、有N0个放射性核的放射源，在t时间内发生核衰变数N遵守二项式分布。长寿命核素，其衰变概率很小为有限量在t时间内总衰变数N遵守泊松分布期望值方差核衰变数的涨落放射性测量的统计误差(1).探测器输出计数的统计分布脉冲计数器的测量过程可以概括为三个基本过程，其计数值为一个三级串级型随机变量。Ω源发射粒子数n1射入探测器粒子数n2探测器输出脉冲数n3(2).探测计数的统计误差粒子计数——探测器输出脉冲数服从统计分布规律，当计数的数学期望值m较小时，服从泊松分布。m较大时，服从高斯分布。而且，m较大时，m与有

7、限次测量的平均值和任一次测量值N相差不大。N为单次测量值标准偏差随计数N增大而增大，因此用相对标准偏差来表示测量值的离散程度：计数测量结果的表示：表示一个置信区间，该区间包含真平均值的概率为68.3％（置信度）。电离过程的涨落与法诺(Fano)分布由于各次碰撞电离过程是非独立的，产生的离子对数不能简单用泊松分布来描述，而要对泊松分布进行修正，引入法诺因子FF一般取(气体)或0.1~0.15(半导体)不同材料法诺因子不同，F由实验测定。把这种分布称为法诺分布。n1代表一个入射粒子束脉冲中包含的粒子数

8、，是一个服从泊松分布的随机变量。每个入射带电粒子在探测器内产生n2个离子对，也是一个随机变量，且服从法诺分布。输出信号N是n1和n2的串级型随机变量由于n1服从泊松分布，n2服从法诺分布粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落相邻两个脉冲时间间隔T服从指数分布。表明：在短时间内出现第二个脉冲的概率较大。一些常见情况：(1)计数统计误差的传递例如：存在本底时净计数误差的计算：辐射测量中，本底总是存在的。本底包括宇宙射线、环境中的天然放射性及仪器噪声等。这时，为求得净计数需要进行两