核辐射探测器与核电子学期末复习题

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1、《核辐射探测器与核电子学》期末考试复习题一、填空题（20分，每小题2分）1．α粒子与物质相互作用的形式主要有以下两种：激发、电离2．γ射线与物质相互作用的主要形式有以下三种：康普顿散射、光电效应、形成电子对3．β射线与物质相互作用的主要形式有以下四种：激发、电离、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射4．由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，分辨时间约为：几μs；Ｇ-Ｍ计数管的分辨时间大约为：一百μs。5．电离室、正比计数管、G-M计数管输出的脉冲信号幅度与入射射线的能量成正比。6．半导体探测器比气体探测器的能量分辨率高，是因为：其体积更小、

2、其密度更大、其电离能更低、其在低温下工作使其性能稳定、气体探测器有放大作用而使其输出的脉冲幅度离散性增大7．由ZnS(Ag)组成的闪烁计数器，一般用来探测α射线的强度8．由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，一般用来探测γ、X射线的能量、强度、能量和强度9．电离室一般用来探测α、β、γ、X、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。10．正比计数管一般用来探测β、γ、X射线的能量11．Ｇ-Ｍ计数管一般用来探测α、β、γ、X射线的强度12．金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α射线的能量、强度、能量和强度13．Si(Li)半导体探测器一般用来探测α

3、、β、γ、X射线的能量、强度、能量和强度14．HPGe半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量15．对高能γ射线的探测效率则主要取决于探测器的有效体积16．对低能γ射线的探测效率则主要取决于“窗”的吸收17．Ｇ-Ｍ计数管的输出信号幅度与工作电压无关。18．前置放大器的类型主要分为以下三种：电压型、电流型、电荷灵敏型19．前置放大器的两个主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配。20．谱仪放大器的两个主要作用是：信号放大、脉冲成形21．滤波成效电路主要作用是：抑制噪声、改造脉冲波形以满足后续测量电路的要求22．微分电

4、路主要作用是：使输入信号的宽度变窄和隔离低频信号23．积分电路主要作用是：使输入信号的上升沿变缓和过滤高频噪声24．单道脉冲幅度分析器作用是：选择幅度在上下甄别阈之间的信号25．多道脉冲幅度分析器的道数（M）指的是：多道道脉冲幅度分析器的分辨率26．谱仪放大器的线性指标包括：积分非线性INL、微分非线性DNL二、名词解释及计算题（10分，每小题5分）1.能量分辨率:表征γ射线谱仪对能量相近的γ射线分辨本领的参数，可用全能峰的半高宽度FWHM或相对半高宽度表示2.探测效率：定义为探测器输出信号数量(脉冲数)与入射到探测器(表面)的粒子数之比

5、3.仪器谱：由仪器(探测器)探测(响应)入射射线而输出的脉冲幅度分布图，是一连续谱4.能谱：脉冲幅度经能量刻度后就可以得到计数率5.全能峰：入射粒子以各种作用方式(一次或多次)将全部能量消耗在探测器内而形成的仪器谱峰101.逃逸峰：若光电效应在靠近晶体表面处发生，则X射线可能逸出晶体，相应的脉冲幅度所对应的能量将比入射光子能量小，这种脉冲所形成的峰称为全能峰2.特征峰：许多放射源本身具有特征X射线它们在能谱上形成的峰为特征X射线峰3.分辨时间：第一个脉冲开始到第二个脉冲幅度恢复到Vd的时间，该时间内探测器无法记录下进入计数管的粒子4.死时

6、间：入射粒子进入计数管引起放电后，形成了正离子鞘，使阳极周围的电场削弱，终止了放电。这时，若再有粒子进入就不能引起放电，直到正离子鞘移出强场区，场强恢复到足以维持放电的强度为止。这段时间称为死时间。10.试粗略计算6.0MeV的α粒子在电离室和金硅面垒探测器中产生的初始电离(离子对数目)，并以此说明金硅面垒半导体探测器能量分辨率比正比计数管高的原因。电离室是气体探测器，金硅面垒探测器是半导体探测器，它们的平均电离能(W)大约分别为30eV和3eV。所以：电离室产生的初始电离(N1)=6000000/30=200000（对）金硅面垒探测器产

7、生的初始电离(N2)=6000000/3=2000000（对）可见，N2比N1大10倍，即N2因统计涨落产生的相对标准差比N1小，金硅面垒探测器的能量分辨率(FWHM)比电离室好。一、论述题（30分，每小题10分）1．简述闪烁计数器探测γ射线的工作过程。答题要点：发光过程、光电转换过程、电子倍增过程、信号形成过程1.发光过程：入射粒子使闪烁体的原子核激发电离产生荧光光子2.光电转换过程：荧光光子在光电倍增管的光阴极（K极）上由于光电效应而转化为光电子3.电子倍增过程：K极发出的电子在第一打拿极上打出的N倍电子第一极在第二极上打出N倍电子，

8、最后在阳极上收集到一大群电子4.脉冲信号形成过程：阳极上的电子在前置放大器上通过放大形成脉冲信号2．简述核辐射探测器探测效率曲线的一般特征。（曲线自己画哈）1.E较低时，η随入射能量E增加而增