核技术探测复习材料剖析.pdf
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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:复合区(1 分)饱和区(电离室区)(1 分)正比(计数)区(1 分)有限正比区(1 分)G-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
2、烁体(1 分)、光学收集系统(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。4PN 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
3、偏压变化的影响。注)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:EFw0362.(1 分)气体电离室半导体00ww (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)、
4、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 0.662MeV 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 0.662MeV 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、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 E=h(得 1 分),动量 P=h/c(得 1 分);根据相互作用满足能量守恒定理,则电子能量 E=h=mc2(得 1 分),电子动量 P=(h/c2)v(得1 分);由于电子速度小于光子速度,所以 PP(得 1 分),动量不守恒所以得证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:)1(/)1()1()1()1(,)1()1(,)1(2212222212
6、2222221212121分得所以得证分得分得分得根据误差传递公式具有统计误差性因为分得ktnkNktNNNktNNNktNNNktNNNnnknKNNNNNNnkkKk 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。22222221221nxnxxyxyxyxyKtntNn/0/1VCd 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: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
7、 法诺因子3.0F,)解:对充 Ar脉冲电离室:分不对扣单位或者单位没有分得分得或者分得分得1kevkev1 kev 14.823 1.5 10526.30.336.236.21 0.296%1.5 1056.323.036.236.26060EFwEEFwEE 对充 Ar 正比计数器:分不对扣单位或者单位没有分得分得或者分得分得1kevkev1 kev.79162 1.5 10526.3)68.03.0(36.2)68.0(36.21 0.536%1.5 1056.32)68.03.0(36.268.036.26060EwFENFEE 3(5 分)能量为 1.50MeV的放射源放在铅容器里,
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