核辐射常识问答
一核辐射常用术语
1 什么是放射性？
放射性是指原子能自发地发射粒子或电磁波的固有特性。具有能自发地发射粒子或电磁波的核素被称为放射性核素。迄今为止，人类已发现了109种元素，约1800种核素。109种元素中，92种是自然界存在的，17种是人工制造的。1800种核素中，只有270种是稳定的，其余1500余种是不稳定的，是放射性核素。由此不难理解为什么我们的环境中充满了各种各样的辐射。
2 什么是放射性核素？
放射性核素是地球上物质组成的一类元素，其具有衰变性质，通过衰变射线能量会产生新的核素，并最终产生稳定的核素，从而完成生命的周期。正是由于这些放射性核素的存在，我们可以认为地球是“活的”。后来人们可控地利用了核素衰变产生的能量，发展了核武器、核电站和核民用项目（如：核医学、核治疗设备、放射性育种、探伤仪、测厚仪等等）。
3 什么是放射性活度？
放射性活度的单位是贝可〔勒尔〕，简称贝可，符号为Bq。1贝可就是1秒钟发生1个衰变。
4 什么是放射性半衰期？
放射性半衰期是放射性核素因放射性衰变而使其活度降低到原来的一半所经过的时间。一般来说，天然放射性核素的半衰期较长，而多数人工放射性核素的半衰期都较短。
5 什么是辐射剂量？
最常用的辐射剂量有3个：吸收剂量、当量剂量和有效剂量。
①吸收剂量：是指单位质量的组织或器官吸收的辐射能量大小。吸收剂量的单位为戈〔瑞〕（Gy），1Gy相当于辐射授予每千克质量组织或器官的能量为1焦耳。
②当量剂量：是组织或器官接受的平均吸收剂量乘以辐射权重因子后得到的乘积。X、γ和β射线的辐射权重因子为1，中子的辐射权重因子为5～20（取决于种子能量），α辐射权重因子为20。当量剂量的单位为希〔沃特〕（Sv）。
③有效剂量：当要评估辐射可能诱发的晚期损伤效应——癌症时，采用有效剂量这个量。有效剂量定义为各组织的当量剂量和各自的组织权重因子的乘积的总和。组织权重因子用于表示各组织器官对辐射的敏感程度。例如，骨髓和性腺对辐射敏感程度高，权重因子就大；皮肤对辐射不敏感，权重因子就小。有效剂量的单位也是希〔沃特〕（Sv）。
6 什么是放射源？
（1）放射源是指用放射性物质制成的能产生辐射照射的物质或实体，放射源按其密封状况可分为密封源和非密封源。
①密封源是密封在包壳或紧密覆盖层里的放射性物质，工农业生产中应用的料位计、探伤机等使用的都是密封源，如钴-60、铯-137、铱-192等。
②非密封源是指没有包壳的放射性物质，医院里使用的放射性示踪剂属于非密封源，如碘-131、碘-125、锝-99m等。
（2）国际原子能机构根据放射源对人体可能的伤害程度，将放射源分为5类：
1类放射源属极危险源。没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡。
2类放射源属高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可以致人死亡。
3类放射源属中危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡。
上述三类放射源为危险放射源。
4类放射源属低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤。
5类放射源属极低危险源。不会对人造成永久性损伤。
7 什么是辐射？
辐射是以波、粒子或光子的能量束形式传播的一种能量，它存在于整个宇宙空间，辐射分为电离辐射和非电离辐射，核能领域主要关心的是电
离辐射。
辐射无色无味，无声无臭，看不见，摸不着，无法通过人的感官感知，只能通过专用仪
器来探测和量度。
8 什么是核辐射？
核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态
过程中所释放出来的微观
粒子流，是指来自于原子核的辐射。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。核爆炸和核事故都有核辐射，这些核辐射对人类环境会产生巨大的危害。而自然界普遍存在的放射性核素的自然衰变，通常不但不会对人类产生危害而且还是人类生存的需要。
地球在诞生时，便存在着天然放射性核素，如铀-235、铀-238、钍-232及钍-237等。它们因衰变而产生的子体核素亦属不稳定及具有放射性。这些子体放射性核素会继续衰变，直至到达稳定状态。它们在衰变期间会放出对人体有害的α粒子、β粒子或γ射线。铀-235、铀-238、钍-232及钍-237的半衰期分別为7亿年、45亿年、140亿年及2.3百万年。由於钍-237及其子体核素的半衰期远低于地球的年龄，它们现已不存在于地球上。相反，铀-235、铀-238及钍-232衰变系列的放射性核素仍然存在于我们的生活环境中。地壳土壤及建筑材料內，都含有这些天然的放射性
宇宙充满辐射
核素，因此我们吸收到的天然辐射剂量与所在地区的土质成份有关，亦与我们居所的建筑材料有关。
影响人类的核辐射主要有三种，即α、β、γ射线。
9 核辐射包括哪几种射线？
核辐射主要是α、β、γ三种射线，其中：
α射线是氦核，是由氦原子核组成的粒子流。它质量大且带电荷多，但穿透物质的能力弱，射程也短，只要用一张普通的纸就能挡住。但如果进入人体，会造成危害性很大的内照射，因此在防护上要特别防止α发射体进入人体内。
β射线是电子流，是由高速电子组成。与α射线相比它有较大的穿透力，在空气中，射程可达几米，能穿透皮肤的角质层而使活组织受到损伤，但它很容易被有机玻璃、塑料或铝板等材料所屏蔽。其内照射的危害比α射线小。
这两种射线由于穿透力小，影响距离比较近只要辐射源不进入体内，影响不会太大。
γ射线与X射线类似，它是由看不见的光子组成的。它的穿透力最强，是一种波长很短的电磁波，能穿透一米多厚的水泥墙，一个能量为1MeV的γ射线就足以穿透人体。因此在外照射的防护中对γ射线的防护最重要。但由于γ射线是不带电的光子，它不能直接引起电离，所以它对人体内照射的危害要比α、β射线都小。
（各种射线的穿透能力）
10 核辐射的正常范围是多大？
根据联合国原子辐射效应委员会的数据，每人每年可接受的辐射剂量在2.4个毫希。其中，来自空气中氡的剂量就为1.16个毫希，接近人均接受剂量的一半。
11 什么是电磁辐射？
电磁辐射是一种物理现象，是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”。电磁环境是“存在于给定场所的所有电磁现象的总和”。
电磁辐射并不神秘，电磁辐射也是一种物质，就像我们身边的衣服、食物、江河、空气等物质一样，只不过它们不是固态、液态，也不是气态的，而是以一种看不见、摸不着的特殊形态存在。
12 电磁辐射源包括哪两大类？
一是自然界电磁辐射源，来自某些自然现象，如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。
二是人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备，其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。
13 电磁波辐射频率在什么范围？
宇宙、自然界能产生放射性的物质不少但危害都不太大，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能大范围地对人员造成伤亡。电磁波是很常见的辐射，对人体的影响主要由功率（与场强有关）和频率决定。通讯用的无线电波是频率较低的电磁波，如果按照频率从低到高（波长从长到短）按次序排列，电磁波可以分为：长波、中波、短波、超短波、微波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、宇宙射线。以可见光为界，频率低于（波长长于）可见
光的电磁波对人体产生的主要是热效应，频率高于可见光的射线对人体主要产生化学效应。
14 为什么说电磁辐射完全不同于核辐射？
电磁辐射与核辐射完全不同。核辐射是指来自于原子核的辐射，通过射线辐射能量。影响人类的核辐射主要有三种，即α、β、γ射线。而电磁辐射来自于电磁场，以电磁波的形式在空间传播。有的人谈及辐射就以为是核辐射，或者把电磁辐射等同于核辐射，从而以为电磁辐射也存在严重危害，这是不正确的。
15 常用电离辐射单位有哪些？
常用电离辐射单位及其换算关系如下表：
16 天然放射性对公众产生的年有效剂量是多少？
天然辐射主要有三种来源：宇宙射线、陆地辐射源和体内放射性物质。据有关资料统计，天
然辐射造成的公众平均年剂量值如下表所列：
17 人工辐射源对公众产生的平均年剂量多大？
人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等。根据有关资料记载，人工辐射源对公众产生的平均年剂量值如下表所列：
18 国际基本安全标准的剂量限值是多少？
职业照射剂量限值：应对任何工作人员的职业照射水平进行控制，使之不得超过下列限值：1）由监管部门决定的连续5年的年平均有效剂量，20mSv；2）任何一年中的有效剂量，50 mSv；3）眼晶体的年当量剂量，150 mSv；4）四肢（手与足）或皮肤的年当量剂量，500 mSv 。
公众照射剂量限值：实践使公众中有关关键人群组的成员受到的平均剂估计值不应超过下述限值：1）年有效剂量，1 mSv；2）特殊情况下，如果5个连续年的年平均剂量不超过1 mSv/a，则某一单一年份的有效剂量可提高到5 mSv；3）眼晶体的年当量剂量，15 mSv；4）皮肤的年当量剂量，50 mSv。
潜在照射：设置剂量限值的目的是为了限制实在照射的危害但潜在照射的发生概率和水平难
以确定，应取最优化结果确定其发生概率和水平。
19 不同辐射源在人类辐照剂量中所占的比例不一样吗？
专家们研究测算表明：全人类集体辐照剂量中，3/4来自自然界。约1/5来自医疗及诊断，核电的份额是1/400。假定全球人类的预期寿命为60岁，则每天抽一包烟将减寿7年，而核电的影响是减寿24秒。实际上，生活中的放射性物质能通过多种途径进入人体，造成对机体的慢性损害。
二辐射环境
20 日常生活中存在辐射吗？
人们生活在大自然，辐射无处不在。食物、房屋、天空大地、山水草木、人体内部都存在辐射，正常人一年接受的自然辐射量为2毫希。人们在长期的实践和应用中发现，少量的辐射照射并不会危及人类的健康。据中国国家原子能机构网站介绍的辐射量显示，我国某些高本底地区(即土地遭重金属等污染严重的地区)每年3.7毫希；砖房每年0.75毫希；宇宙射线每年0.45毫希；水、粮食、蔬菜、空气每年0.25毫希；土壤每年0.15毫希；北京-欧洲往返一次0.04毫希；胸部X光透视一次0.02毫希；带夜光表每年有0.02毫希；每天抽20支烟，每年有0.5～1毫希。
完全隔绝这些辐射是不可能也是不必要的。
21 天然放射性来自哪里？
人类生活在放射环境中。实际上，人类的生活没有一刻离开过放射性，这些放射性是天然放射性，主要来自三个方面：
（1）高能粒子形式的辐射，它来自外层空间，统称宇宙射线。
（2）天然放射性，即天然存在于自然界普通物质（如空气、水、泥土、岩石、地面和建筑物甚至食物）中的放射性辐射。
（3）人体内部的放射性。
22 产生天然辐射环境是什么？
地壳是天然放射性核素的重要贮存库，尤其是原生放射性核素。地壳中的放射性物质主要为铀、钍系和钾-40。其中，空气中的天然放射性核素主要有地表释入大气中的氡及其子体核素，动植物食品中的天然放射性核素大多数是钾-40。
土壤主要由岩石的淋漓侵蚀和风化作用而产生的，其中的放射性是从岩石转移而来的。由于岩石的种类很多，受到自然条件的作用程度也不尽一致，土壤中天然放射性核素的浓度变化范围是很大的。土壤的地理位置、地质来源、水文条件、气候以及农业历史等都是影响土壤中天然放射性核素含量的重要因素。
存在于岩石和土壤中的放射性物质，由于地下水的浸滤作用而受损失，地下水中的天然放射性核素主要来源于此途径。此外，粘附于地表颗粒土壤上的放射性核素，在风力的作用下，可转
变成尘埃或气溶胶，进而转入含放射性矿物的岩石样本
到大气圈并进一步迁移到植物或动物体内。土壤中的某些可溶性放射性核素被植物根吸收后，继而输送到可食部分，接着再被食草动物采食，然后转移到食肉动物，最终成为食品中和人体中放射性核素的重要来源之一。环境水中天然放射性核素的浓度与多种因素有关。
X X X X X X 2007 –2008 学年度第2学期 核辐射探测 课程试卷(A 卷、05级反应堆工程、生物医学工程专业) 考试日期：2008年6月13日 考试类别：考试 考试时间：120分钟 题号 一 二 三 四 五 …… 总分 得分 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）Ⅴ 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。 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 得分 阅卷人 学院 专业 考号 姓名 ………………………………………线………………………………………订………………………………………装……………………………………… 0/1V C d
第七章作业答案 1.设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。 解： 5152 5(,)!5(0;5)0.00670!5(0;5)0.03371! 5(0;5)0.08422! N N r r r r N P N N e N P e P e P e ----=?=?==?==?= 在1秒内小于或等于2的概率为： (0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++= 2.若某时间内的真计数值是100，求得到计数为104的概率。 解： 高斯概率密度函数为： 2 22220.012102()2(100104)4(;,)100,10 104 (104;100;10)0.0145 N N P N N e N N P e e σσσ?-----======== 5.本底计数率n b =15计数/min,测量样品计数率n 0=60计数/min,试求对给定的测 量时间t b +t s 来说净计数率精确度最高时的最优比值t b /t s ;若净计数率的误差为 5％，t b 和t s 的最小值是多少？ 解： 2:2:1 s b s b t t t t ==== 若要使净计数率的误差为5％ 1122222211222222()60(6015)17.778().(6015).(5%) ()15(6015)8.889().(6015).(5%)s s s s b s s b n b s b b s b n n n n t n n n n n t n n δδ+?+?===--+?+?= ==-- 6.为了探测α粒子，有两种探测器可以选择，一种的本底为7计数/min,效率为0.02;另一种的本底为3计数/min,效率为0.016,对于低水平测量工作，应选用
第一章 原子核的基本性质 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 1-2 将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 1-5 已知()()92,23847.309,92,23950.574MeV MeV ?=?= ()()92,23540.921,92,23642.446MeV MeV ?=?= 试计算239U ，236U 最后一个中子的结合能。 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 第二章 原子核的放射性 2.1经多少半衰期以后，放射性核素的活度可以减少至原来的3%,1%,0.5%,0.01%? 2.7 人体内含%18的C 和%2.0%的K 。已知天然条件下C C 1214与的原子数之比为12102.1，C 14的573021=T 年；K 40的天然丰度为%0118.0，其半衰期a T 911026.1?=。求体重为Kg 75的人体内的总放射性活度。 2-8 已知Sr 90按下式衰变： Zr Y Sr h a 90 64,901.28,90??→????→?--ββ(稳定) 试计算纯Sr 90放置多常时间，其放射性活度刚好与Y 90的相等。 2-11 31000 cm 海水含有g 4.0K 和g 6108.1-?U 。假定后者与其子体达平衡，试计算31000 cm 海水的放射性活度。 第三章 原子核的衰变 3.1 实验测得 Ra 226 的α能谱精细结构由()%95785.41MeV T =α和()%5602.42 MeV T =α两种α粒子组成，试计算如下内容并作出Ra 226衰变网图（简图） （1）子体Rn 222核的反冲能； （2）Ra 226的衰变能； （3）激发态Rn 222发射的γ光子的能量。 3.2 比较下列核衰变过程的衰变能和库仑位垒高度： Th He U 2304234+→； Rn C U 22212234+→； Po O U 21816234+→。
核辐射从严格意义上讲是电磁辐射，电磁辐射是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”。电磁环境是“存在于给定场所的所有电磁现象的总和”。 电磁辐射源有两大类:一是自然界电磁辐射源，来自某些自然现象，如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。二是人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备，其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。电磁辐射是造成孕妇流产，不育，畸胎等病变的诱发因素。
核辐射主要是α、β、γ三种射线，α射线是氦核，β射线是电子，这两种射线由于穿透力小，影响距离比较近，只要辐射源不进入体内，影响不会太大。γ射线的穿透力很强，是一种波长很短的电磁波。 电磁波是很常见的辐射，对人体的影响主要由功率和频率决定。通讯用的无线电波是频率较低的电磁波，如果按照频率从低到高按次序排列，电磁波可以分为：长波、中波、短波、超短波、微波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。X射线和γ射线穿透力很强，受到超过剂量的照射会引起放射病，乃至死亡... 在核裂变中，用中子作“炮弹”去轰击Ｕ２３５等材料的原子核，
当“炮弹”打入后，原子核就会分裂，成为两个新的原子核。因为这种裂变过程中有质量损失，根据爱因斯坦的质能方程，就会释放出能量。同时，原子核裂变过程中会释放出新的中子，如果控制得当，这些中子就可以继续去攻击原子核，保证核裂变反应不会停顿。 所谓临界，是指核反应释放出中子，从而使核裂变反应达到持续进行连锁反应的状态。铀或钚等易裂变物质意外发生的自持或发散的中子链式反应，如果达到一定的量而聚集在某一部位，就会成为临界状态，因而会很快发生核裂变反应，如果这种反应是失去控制，造成能量和放射性物质的释放，则可认为发生了所谓的核临界事故 前面的铺垫做完了该开始讲正题了。
核数据处理理论知识 核辐射测量数据特征：随机性（被测对象测量过程）局限性混合型空间性 数据分类：测量型计数型级序型状态型名义型 精度：精密度正确度准确度 统计误差：核辐射测量中，待测物理量本身就是一个随机变量。准确值为无限次测量的平均值， 实际测量为有限次，把样本的平均值作为真平均值，因此存在误差。 变量分类：（原始组合变换）变量 误差来源：（设备方法人员环境被测对象）误差 误差分类：系统误差随机误差统计误差粗大误差 放射性测量统计误差的规律答：各次测量值围绕平均值涨落二项分布泊松分布高斯分布 精度的计算，提高测量精度的方法？答：采用灵敏度高的探测器增加放射源强度增加测量次数延长测量时间减少测量时本底计数 放射性测量中的统计误差与一般测量的误差的异同点？答：不同点：测量对象是随机的，核衰变本身具有统计性，放射性测量数据间相差可能很大。测量过程中存在各种随机因素影响。相同点：测量都存在误差。 样本的集中性统计量？答：算术平均值几何平均值中位数众数（最大频数） 样本的离散性统计量？答：极差方差变异系数或然系数算术平均误差 单变量的线性变换方法？答： 1.标准化变换 2.极差变换 3.均匀化变换 4.均方差变换 单变量的正态化变换方法？答：标准化变化角度变换平方根变换对数变换 数据网格化变换的目的？答： 1.把不规则的网点变为规则网点 2.网格加密 数据网格变换的方法？答： 1.插值法（拉格朗日插值三次样条插值距离导数法方位法） 2.曲面拟合法（趋势面拟合法趋势面和残差叠加法加权最小二乘拟合法） 边界扩充的方法有哪些？答：拉格朗日外推法余弦尖灭法偶开拓法直接扩充法补零法 核数据检验目的： 1.帮助检查测量系统的工作和测量条件是否正常和稳定，判断测量除统计误差外是否存在其它的随机误差或系统误差 2.确定测量数据之间的差异是统计涨落引起的，还是测量对象或条件确实发生了变化引起的 变量选择的数学方法：几何作图法（点聚图数轴）相关法（简单相关系数逐步回归分析秩相关 系数）秩和检验法 谱数据处理—问答题谱的两大特点？答： 1.放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系 2.放射性核素含量和辐射强度成正比 谱光滑的意义是什么？方法有哪些？答：意义 1.由于核衰变及测量的统计性，当计数较小时， 计数的统计涨落比较大，计数最多的一道不一定是高斯分布的期望，真正峰被湮没在统计涨落中2.为了在统计涨落的影响下，能可靠的识别峰的存在，并准确确定峰的位置和能量，从而完成定 性分析，就需要谱光滑 3.由于散射的影响，峰边界受统计涨落较大，需要谱光滑方法算术滑动平均法重心法多项式最小二乘法其他（傅里叶变换法） 寻峰的方法有哪些？答：简单比较法导数法对称零面积变换法二阶插值多项式计算峰位法 重心法拟合二次多项式计算峰位法 峰面积计算的意义和方法？答： 1）峰面积的计算是定量分析的基础。2）知道了特征峰的净峰面积，就可以计算目标元素的含量线性本底法（科沃尔沃森 Sterlinski ）峰面积法单峰曲面拟合法 谱的定性分析、定量分析的内容？答：定性：确定产生放射性的核素或元素定量：峰边界的确定峰面积计算重锋分析含量计算 核辐射测量特点：核辐射是核衰变的产物核辐射的能量具有特征性核素的含量与特征辐射的
1. 小于10-5Ω·cm ；大于1014Ω·cm ；10-2 ～109Ω·cm 。 2. 核辐射粒子射入PN 结区后，通过与半导体的相互作用，损失能量产生电子-空穴对。在 外电场作用下，电子和空穴分别向两极漂移，于是在输出回路中形成信号，当电场足够强时，电子和空穴在结区的复合和俘获可以忽略时，输出信号的幅度与带电粒子在结区消耗的能量成正比。 3. 金硅面垒α半导体探测器；Ge （Li ）探测器；Si （Li ）探测器；HPGe 探测器；HgI 2探 测器；CdTe 探测器；CdSe 探测器。 4. 扩散型；面垒型；离子注入。 5. PN 结加偏压的目的是：使得PN 结的传导电流很小，相当于PN 结二极管加上反向电压 的情况；内部工作机理是相当于加上反向偏压后P 区中空穴从结区被吸引到接触点，相同的是，N 区中的电子也向结区外移动，那么结区宽度就会变宽。 6. 电荷运动的瞬时涨落。 7. 记录到的脉冲数；入射到探测器灵敏体积内的γ光子数。 8. ε源=π4Ω·ε本征 9. 全能峰内的计数；源发射的γ光子数。 10. 前置放大器与探测器的连接方式有交流耦合和直流耦合两种；其中，交流耦合的优点是 探测器和前置放大器的直流工作点互相隔离，设计简单。缺点是由于探测器负载电阻和耦合电容的存在，增加了分布电容，使得噪声增加，能量分辨率变差。直流耦合的特点是消除了耦合电容和负载电阻对地的分布电容，有效地提高信噪比，对低能X 射线的探测尤为重要。 11. 半导体探测器受强辐射照射一段时间以后性能会逐渐变坏，这种效应称为半导体探测器 的辐射损伤效应。辐射损伤是由于入射粒子通过半导体材料撞击原子产生填隙空位对引起的，它在半导体材料中形成的施主、受主、陷阱等可以作为俘获中心，从而降低载流子的寿命，影响载流子的收集，而且使电阻率发生变化，材料性能变化会使探测器性能变坏。 12. 半导体探测器的优点是： A 电离辐射在半导体介质中产生一对电子、空穴所需能量大约比气体中产生一对电子、离子对少一个数量级，因而电荷数的相对统计涨落也就小很多，能量分辨率高； B 带电粒子在半导体中形成电离密度要比在气体中形成高大约3个数量级，因而具有高空间分辨和快时间响应的探测器。 C 测量电离辐射的能量时，线性范围宽。 半导体探测器的缺点是： A 对辐射损伤效应灵敏，受强辐照后性能变差。 B 常用的Ge 探测器，要在低温条件下工作，使用不便，限制了应用范围。
<<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（4MeV α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：17.8s R cm α== 由2 212E E m v v m αααααα = ?= 可得：82.5610t s -=? 这里 27271322 71044 1.6610() 6.646510() 44 1.60101.38910() m u kg kg E MeV J v v m s ααα------==??=?==??==? 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22rad dE z E dx m ?? ∝ ??? 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1R α，7.0MeV α粒子在铝箔中的射程2R α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 123122326 3 4(1)1 ()[ln((83))]13718 41314 6.02310277.3107.9510[((8313)0.06] 3.03/() 3.03/0.437 6.93() 3.03 6.939.9610/e rad e ion z z NE dE r z dx MeV cm dE dx dE MeV cm dx -- --+-=+=???????????+=- ===+=≈和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。
核辐射的危害原理 日常生活中，人们常受到各种辐射，不同辐射剂量对人体的影响会不同。短时间的辐射剂量低于100毫西弗，对人体没有危害。高于4000毫西弗时，对人体是致命的。那么，核辐射的危害原理呢？就让的 核辐射的危害对象主要是生物体，其危害途径主要有内照射和外照射两种。α、β、γ三种射线由于性质不同，穿透物质的能力与电离能力不同，它们对人体造成危害的方式也不同。据《人民网》报道，α粒子只有进入人体内部才能对人体造成损伤，这就是内照射；γ射线主要从人体外对人体造成损伤，这就是外照射；β射线既造成内照射，又造成外照射。 此外，核辐射对一些精密的电子仪器也会造成损伤。例如2011年3月11日，日本发生了福岛核电站核泄漏事故。在后期的事故处理过程中动用了远程遥控机器人，但机器人在工作一段时间后，其精密电子元器件如电路板、探测器等受到大量辐射源照射之后发生了故障，不能继续进行核泄露事故的处理工作。
核辐射针对生物体的危害主要在于，核辐射可以电离有机生物分子，包括细胞内行使功能的蛋白质、DNA、RNA等大分子以及其他有机小分子。辐射使得这些分子结构被破坏，或者带上电荷，从而让有机分子不稳定、发生重排或者产生对机体有害的自由基。其中受核辐射影响最大的是DNA分子。 DNA是遗传物质，对生物体非常重要。生物进化出了一套复杂的机制来保护DNA分子，比如在DNA复制过程中出现错误的时候生物体可以对其修复，如果修复无法完成就会让这个细胞“程序性死亡”，不会让DNA继续复制。然而当辐射照射机体以后，可能对DNA造成损伤，破坏遗传信息。而修复机制也同样可能受到影响而无法发挥修复作用，甚至造成错误修复，这将使细胞保留错误的遗传信息。 核辐射对生物体DNA的影响，常常发生在细胞复制比较活跃的细胞中，例如上皮细胞、生殖细胞和骨髓中的造血干细胞等。因为普通细胞的DNA一般不再复制，细胞受到照射后只影响这一代细胞，因而影响相对较小。而复制细胞比较活跃的细胞，结构松散，容易受到损伤且不易修复，还可能种下“坏种子”，造成癌变。由于造血干细胞是血细胞和免疫细胞的源头，当造血干细胞发生癌变后，白细胞无
《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、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、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 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
本文由穿着鞋流浪贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 首先向大家介绍一下核辐射对人体健康的危害：首先向大家介绍一下核辐射对人体健康的危害：核辐射对人体健康的危害 各个微西弗单位级别的辐射对于人体的影响对日常工作中不接触辐射性工作的人来说，每年正常的天然辐射(主要是因为空气中的氡辐射)为 1000-2000 微西弗。一次小于100 微西弗的辐射，对人体无影响。一次 1000－2000 微西弗，可能会引发轻度急性放射病，能够治愈。福岛核电站 1015 微西弗/小时辐射，相当于一个人接受 10 次 X 光检查。日常生活中，我们坐 10 小时飞机，相当于接受 30 微西弗辐射。与放射相关的工人，一年最高辐射量为 50000 微西弗。毫西弗会致死。一次性遭受 4000 毫西弗会致死注：西弗，用来衡量辐射对生物组织的伤害，每千克人体组织吸收 1 焦耳为 1 西弗。西弗是个非常大的单位，因此通常使用毫西弗、微西弗。1 毫西弗＝1000 微西弗。辐射伤害机理：人体有躯体细胞和生殖辐射伤害机理：细胞两类细胞，它们对电离辐射的敏感性和受损后的效应是不同的。电离辐射对机体的损伤其本质是对细胞的灭活作用，当被灭活的细胞达到一定数量时，躯体细胞的损伤会导致人体器官组织发生疾病，最终可能导致人体死亡。躯体细胞一旦死亡，损伤细胞也随之消失了，不会转移到下一代。在电离辐射或其他外界因素的影响下，可导致遗传基因发生突变，当生殖细胞中的 DNA 受到损伤时，后代继承母体改变了的基因，导致有缺陷的后代。因此，人体一定要避免大剂量照射。 泄漏出来的是哪种类型的辐射？报道说在核电厂附近检测到铯和碘的放射性同位素，专家认为有氮和氩的放射性同位素泄出也是很自然的，目前还没有明确的迹象有铀或者钚泄漏。在接受辐射后，人体健康将“立即”受到哪些影响？放射性的碘对于住在核电厂附近的年轻人有危害，1986 年切尔诺贝利核灾难之后有一些甲状腺癌病患即与此有关。放射性铯、铀和钚都是对人体有害的，并且不以某个特定器官为靶标。放射性的氮几秒钟后就很快会衰变，而放射性氩也对身体无害。——接受中等程度中等程度的辐射中等程度将导致辐射病。它有一系列症状：在接受辐射的几小时之内，人会出现恶心与呕吐，随后可能经历腹泻、头痛和发烧。在最初症状之后，人体可能会在一段时间内不再显示任何症状，然而往往在几周之内，又有新的、更加严重的症状发生。——如果接受高等程度高等程度的高等程度辐射，以上所述的所有症状都可能立即出现，并伴随着全身性的、甚至可能致命的脏器损害。健康受损程度取决于暴露在辐射中的时间以及辐射的强度放射性物质的衰变中产生电离辐射。它能破坏人体组织里分子和原子之间的化学键，可能对人体重要的生化结构与功能产生严重影响。我们的身体会尝试修复这些损伤，但是有时损伤过于严重或涉及太多组织与脏器，以至于不可能修复。 而且，身体在自然修复过程中，也很可能产生错误。最容易为辐射所伤的身体部分包括肠胃上皮细胞以及生成血细胞的那些骨髓细胞。辐射最可能导致哪些“长期”的健康损害？最大的长期健康风险是癌症。通常当体细胞受损或老化到一定程度时，它们会自我消除。当这种自我消除的能力消失时，细胞获得“永生”，可以不受控制地不断地分裂，这就演化成癌症。我们的机体有许多机制来阻止细胞癌变，并替换受损的组织。然而辐射所带来的损害可以严重搅乱机体中的这些机制，从而让癌症风险大大提高。此外，如果机体不能很好的修复辐射带来的对化学键的破坏和改变，我们的基因里有可能会产生突变。这些突变不但增高自身的癌症风险，还有可能被传递下去，使得辐射的作用在子孙身上展现出来。这些作用包括较小的头部与脑部、眼部发育缺陷、生长缓慢和严重的认知学习缺陷。辐射面前，儿童格外脆弱因为孩子生长迅速，他们体内正处于分裂的期的细胞也多得多，从而因辐射而产生错误与损伤的可能性也大得多。【1986 年乌克兰的切尔诺贝利事件之后，世界卫生组织在附近儿童中发现甲状腺癌的风险显著提高。这是因为泄露事件中的辐射物质中含有
西南科技大学 原子核物理与辐射探测学1-10章课后习题答案 第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=???? ??????--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+=≈-= α粒子的质量 g u m m 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 12285 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ()() u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==
试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]M e V .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 RZZeEc024)1(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +??? ??----=--12 312322, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到
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）Ⅴ 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。 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）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 0/1V C d
文件编号：RHD-QB-K5864 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 核辐射对人体健康危害及防护标准版本
核辐射对人体健康危害及防护标准 版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 对日常工作中不接触辐射性工作的人来说，每年正常的天然辐射(主要是因为空气中的氡辐射)为1000-2000微西弗。 一次小于100微西弗的辐射，对人体无影响。 一次1000－2000微西弗，可能会引发轻度急性放射病，能够治愈。 福岛核电站1015微西弗/小时辐射，相当于一个人接受10次X光检查。 日常生活中，我们坐10小时飞机，相当于接受30微西弗辐射。
与放射相关的工人，一年最高辐射量为50000微西弗。 一次性遭受4000毫西弗会致死。 注：西弗，用来衡量辐射对生物组织的伤害，每千克人体组织吸收1焦耳为1西弗。西弗是个非常大的单位，因此通常使用毫西弗、微西弗。1毫西弗＝1000微西弗。 辐射伤害机理：人体有躯体细胞和生殖细胞两类细胞，它们对电离辐射的敏感性和受损后的效应是不同的。电离辐射对机体的损伤其本质是对细胞的灭活作用，当被灭活的细胞达到一定数量时，躯体细胞的损伤会导致人体器官组织发生疾病，最终可能导致人体死亡。躯体细胞一旦死亡，损伤细胞也随之消失了，不会转移到下一代。在电离辐射或其他外界因素的影响下，可导致遗传基因发生突变，当生殖细胞
中的DNA受到损伤时，后代继承母体改变了的基因，导致有缺陷的后代。因此，人体一定要避免大剂量照射。 在接受辐射后，人体健康将“立即”受到哪些影响？ 放射性的碘对于住在核电厂附近的年轻人有危害，1986年切尔诺贝利核灾难之后有一些甲状腺癌病患即与此有关。放射性铯、铀和钚都是对人体有害的，并且不以某个特定器官为靶标。放射性的氮几秒钟后就很快会衰变，而放射性氩也对身体无害。 ——接受中等程度的辐射将导致辐射病。它有一系列症状： 在接受辐射的几小时之内，人会出现恶心与呕吐，随后可能经历腹泻、头痛和发烧。 在最初症状之后，人体可能会在一段时间内不再
第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 () MeV ....c v c m m c E e 924003521511012 2 22 =?? ? ??-= -= =； 动能 () MeV c v c m T e 413.0111 2 2=??? ? ? ?? ?? ?--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+ =≈-= α粒子的质量 g u m m 232 2 010128.28186.1295.010026.41-?==-= -= βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 122 8 5 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==
( )( ) u .U M ;u .U M 045582236043944235236 235 == 试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?=()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6 求C 136和N 13 7核库仑能之差。 答：C 136和N 137核库仑能之差为 ()()?? ?????---?=?3 1011220211453A r Z Z Z Z e E C πε () ??? ? ???????-????? =---311512 2 19 131051566710858410602153...π MeV .J .935210696413=?=- 1-8利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +?? ? ??----=--12 3 123 22, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B
第一章 辐射源 1、实验室常用辐射源有哪几类？按产生机制每一类又可细分为哪几种？ 2、选择放射性同位素辐射源时，需要考虑的几个因素是什么？ 答题要点：射线能量、放射性活度、半衰期。 3、252Cf 可作哪些辐射源？ 答题要点：重带电粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。 4、137Cs 和60Co 是什么辐射源？能量分别为多少？ 答题要点：γ辐射源； 137 Cs ：0.662MeV 或0.661MeV ； 60 Co ：1.17MeV 和1.33MeV ； 第二章 射线与物质的相互作用 1、某一能量的γ射线在铅中的线性吸收系数是0.6cm -1，它的质量吸收系数和原 子的吸收截面是多少？按防护要求，源放在容器中，要用多少厚度的铅容器才能 使容器外的γ强度减为源强的1/1000？ 解： 已知μ=0.6cm -1，ρ=11.34g/cm 3， 则由μm =μ/ρ得质量吸收系数μm =0.6/11.34cm 2/g=0.0529 cm 2/g 由 得原子的吸收截面: A m N A γ μ μσρ==
23 232207 0.0529 6.02101.8191018.19m A A N cm b γσμ-??==? ???? ≈?= 由 得： ()00011 1000ln ln 33ln 10 2.311.50.60.6 I I t I I cm μμ?? ?? ? == ? ??? ? ??==?= 或由 得01 ()1000 I t I = 时铅容器的质量厚度t m 为： ()()()000332111000ln ln 11ln 10ln 100.052933 2.3 ln 100.05290.0529130.435/m m m m I I t I I g cm μμμ--?? ?? ? =-=- ? ??? ? ?? =-=-?= =≈ 10、如果已知质子在某一物质中的射程和能量关系曲线，能否从这一曲线求得d （氘核）与t （氚核）在物质中的射程值？如果能够求得，请说明如何计算？ 答题要点： 方式一： 若已知能量损失率，从原理上可以求出射程： 整理后可得： 在非相对论情况下： ()m m t I t I e μ-=0()t I t I e μ-=00 01(/) R E E dE R dx dx dE dE dE dx ===-???02 02404πE m v R dE z e NB =?22E v M =00 24'02πE m E R dE z e NM B =?212 E Mv =
第一章射线与物质的相互作用 1.不同射线在同一物质中的射程问题 如果已知质子在某一物质中的射程和能量关系曲线，能否从这一曲线求得d （氘核）与t （氚核）在同一物质中的射程值？如能够，请说明如何计算？ 解：P12”利用Bethe 公式，也可以推算不同带点例子在某一种吸收材料的射程。”根据公式：)()(22 v R M M v R b a b b a a Z Z = ，可求出。 步骤：1先求其初速度。 2查出速度相同的粒子在同一材料的射程。 3带入公式。 2：阻止时间计算： 请估算4MeV α粒子在硅中的阻止时间。已知4MeV α粒子的射程为17.8μm 。 解：解：由题意得 4MeV α粒子在硅中的射程为17.8um 由T ≌1.2×107-R E Ma ，Ma=4得 T ≌1.2×107-×17.8×106-×4 4()s ＝2.136×1012-()s 3：能量损失率计算 课本3题，第一小问错误，应该改为“电离损失率之比”。更具公式1.12-重带点粒子电离能量损失率精确表达式。及公式1.12-电子由于电离和激发引起的电离能量损失率公式。代参数入求解。 第二小问：快电子的电离能量损失率与辐射能量损失率计算： ()2082 2.34700700 ()rad ion dE E Z dx dE dx *?? =≈ 4光电子能量： 光电子能量：（带入B K ） 康普顿反冲电子能量： 200.511m c Mev = i e hv E ε-=
22020 0(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.06 0.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06 Er Ee Mev m c Er θθ--?====+-+-+?5:Y 射线束的吸收 解：由题意可得线性吸收系数10.6cm μ-=，311.2/pb g cm ρ= 122 2 0.6 5.3610/11.2/m pb cm cm g g cm μμρ--∴===?质量吸收系数 由r N μσ=*可得吸收截面： 123 2223 0.61.84103.2810/ r cm cm N cm μ σ--===?? 其中N 为吸收物质单位体积中的原子数2233.2810/N cm =? 0()t I t I e μ-=要求射到容器外时强度减弱99.9% 0 () 0.1%0.001t I t e I μ-∴ =∴=即t=5In10 =11.513cm 6：已知)1()(t ι- -=e A t f t 是自变量。 ①求ι增大时，曲线的变化形势。 ②画出f(t)的曲线。 答：①当ι增大时，曲线同一个自变量t 值最后将是函数结果减小。 当A>0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图一：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为0.25,0.5,1,2,3,4时的图像 当A<0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图二：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为
第一章习题答案 1. 计算 Po 210 放射源发射的α粒子()MeV E 304.5=α 在水中的射程。 答：先求α粒子在空气中的射程 cm E R 88.3304.5318.0318.05.15 .10=?==α 由 1001 A A R R ρρ= 对多种元素组成的化合物或混合物，因为与入射粒子的能量相比，原子间的化学键能可以忽略，所以其等效原子量 ∑=i i i A n A 式中i n 为各元素的原子百分数。 对空气而言， 81.30=A ，在标准状态下，33010226.1--??=cm g ρ，所以 04102.3R A R ρ -?= 对水而言 2163 1132=+= =∑i i i A n A 在水中的射程 m R A R μρ 8.2488.32102.3102.3404 =???=?=-- 2. 已知MeV 1质子在某介质中的电离损失率为A ，求相同能量的α粒子的电离损失率。 答： 161 11 4422222 2,,=??= ??= =p p p p p p ion ion E m z E m z v z v z S S αααααα 所以 A S ion 16.=α 3. 试计算Cs 137KeV E 662=γγ射线发生康普顿效应时，反冲电子的最大能量。 答： MeV h c m h E e 478.0662 .02511.01662.02120max ,=?+=+=νν 4. 计算Cs 137 的γ射线对Al Fe Pb ,,的原子光电吸收截面及光电子能量。从中可得到什么 规律性的启迪？已知k ε分别为KeV KeV KeV 559.1,111.7,001.88。 答： Cs 137 的γ射线能量为MeV h 662.0=ν， 5 254 10625.61371324545Z K ph ????? ? ????==-σσ 2 5321033.1cm Z ??=- 对Pb ，82=Z ，KeV K 001.88=ε ()2235321093.4821033.1cm ph --?=??=σ KeV E e 660.573001.88661.661=-=