辐射探测与测量-要求及答案 四川大学版.doc

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《辐射探测与测量》
第一章 掌握内容：
1. 放射性的衰变规律、表达式、换算关系；

2. 放射性活度的定义、单位；

3. 比放射性活度；
对于固体:比放射性活度为单位质量某种物质的放射性活度。Bq/kg
对于气体、液体:为单位体积内放射性活度。Bq/m^3
第二章 掌握内容：
1. α、β、γ与物质相互作用的规律（与入射粒子、靶物质的关系）、主要作用形式；
α粒子的电离能力强，与物质相互作用时，轨迹基本成直线，路程和射程可以认为基本相等，穿透能力弱
β射线与物质相互作用时，主要引起电离能量损失、辐射能量损失和多次散射，其穿透能力较α射线强。

γ射线与物质相互作用主要有光电效应、电子对效应、康普顿效应，γ射线的穿透本领强。

2. 歧离现象产生的原因及表现形式：能量损失的随机性引起某一物理量的涨落。

能量岐离、射程岐离、角度岐离
3. α、β与物质相互作用过程中异同之处+？？？？；
相同：都是带电粒子，在与物质相互作用时，仍然主要是与物质中的原子核外电子发生电离相互作用。
不同：β粒子的质量是α粒子质量的1/7300，它与物质作用的主要形式有：电离能量损失、辐射能量损失和多次散射，它的运动轨迹不再成直线，而是变得十分曲折。

4. 带电粒子和γ射线在与物质相互作用过程中的区别；

γ射线与物质相互作用方式：光电效应、康普顿效应、电子对效应、除上述三种主要相互作用外，还有相干散射、光致核反应、核共振反应

5. α、β、γ穿过吸收物质时的吸收曲线及所满足的规律（公式）及特点；
单能电子的吸收，粗略的随厚度线性变化
α粒子在开始一段距离保持不变，当增加到一段距离时，计数率很快下降，在R附近被全部吸收。

6. 几个概念：
电离损失：带电粒子与靶物质中的原子的原子核外的电子发生非弹性碰撞，导致原子电离或激发，因而损失其能量。
辐射损失：入射带电粒子与物质原子核发生非弹性碰撞时，以辐射光子的形式损失能量。
散射：β粒子与靶物质原子核库仑场作用时，只改变运动方向，而不辐射能量，这种过程称为弹性散射。
轫致辐射：带电粒子与物质原子核发生非弹性碰撞时，带电粒子接近原子核时，速度迅速降低，会发出电磁波，产生轫致辐射。
射程：入射粒子在吸收物质中，沿入射点到它终点之间的直线距离。
比电离：单位路程上的离子对数目。
歧离现象：
光电效应：γ光子与靶物质相互作用，γ光子的全部能量转移给原子中的束缚电子，使这些电子从原子中发射出来，γ光子本身消失。
康普顿效应：入射入射γ光子与原子核外的电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而光子的运动方向和能量都发生了变化，而称为散射光子。
电子对效应：γ射线从原子核旁边经过时，在原子核的库仑场作用下，γ光子转化为一个正电子和负电子。
角分布：
吸收曲线：粒子强度随吸收片厚度的变化的曲线。
吸收系数：
半吸收厚度：

7. 正电子湮没现象、湮没光子的特点。
高速正电子进入物质后，很快被慢化，然后在电子径迹末端与负电子发生湮没，放出光子，或与一个负电子结合在一起，形成正电子素，衰变后转变成电磁辐射。
湮没特点：两个淹没光子能量相同，方向近似相反，各向同性。

熟悉内容：
1.了解研究射线与物质相互作用的基本方法；

2.布拉格相加法则的计算和适应条件；

3.基本关系式。

了解内容：
1. 重离子与物质相互作用时的电荷交换效应；

2. 重离子的电子阻止本领和核阻止本领。

第三章
掌握内容：
1. 平均电离能：带电粒子在气体中产生一对离子所需的平均能量。
2. 射线在气体中的电离效应转换成电信号的原理：入射带电粒子通过气体时，与气体分子不断碰撞而损失能量，最后被阻止下来，碰撞的结果会使气体分子电离或激发，并在粒子通过的径迹上产生大量的离子对，离子对在收集器中的强电场作用下产生漂移，由于静电感应，电极上将产生感应电荷，随着漂移变化，在输出回路上形成感应电流，从而完成了电离效应转换成电信号的过程。
3. 离子的收集和电压电流曲线；

4. 几种类型的气体探测器输出脉冲幅度与入射损失能量的关系

5. 掌握G－M计数管特性：
1）测量坪曲线的方法、坪曲线各参数、由坪曲线选择工作电压的方法；
起始电压：计数管放电的阈电压；坪斜：通常以工作电压Vp每增100V（或1V）时的计数率增长的百分率表示；坪长：坪区长度；

2）死时间、恢复时间、分辨时间；

6. 计数管探测效率的定义、计算

熟悉内容：
1. 计数管中电子和离子在气体中的运动规律?????????？？？？；

2. 脉冲电离室的外回路时间常数对输出脉冲信号的影响；

3.气体放大机制——产生再电离条件、结构与电场？？？？？？？？

了解内容：
不同种类的气体探测器结构、特点。

第四章 掌握内容：
1. 闪烁探测器基本组成部分；

2. 闪烁探测器测量核辐射的基本工作原理（五个基本过程）；

3. 各能区γ能谱产生的原因及特点；？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？

4. 单能γ射线其能谱形成的原理（复杂的原因）；全能峰形成的原因、特点； γ

全能峰包含光电效应及多次效应的贡献，能量分辨率为8%，这一脉冲的幅度值直接反应γ射线的幅度值。
5. 掌握能量刻度、未知核素的γ射线能量确定的方法。？？P264

熟悉内容：
1. 闪烁体的作用；

2. 光电倍增管中光阴极、次阴极、阳极的作用；
光阴极是接受光子并放出光电子的电极。
次阴极又称倍增极打拿极，使通过光阴极的光电子通过各级时倍增。
阳极把所用电子收集起来，转变成电信号输出。
3. 光电倍增管暗电流产生的原因、对测量的影响？？？？？；

4. 闪烁探测器的时间特性；？？？？？？P129

5. 影响探测器能量分辨率的因素；
（P140）

6. NaI(Tl)单晶γ谱仪能量分辨率与γ射线能量的关系。

了解内容：
1. 几种常用闪烁体物理性能、特点和测量对象；
2. 反射层、光学耦合剂、光导的作用；
3. 光电倍增管的类型；

4. 光电倍增管主要指标；

第五章 掌握内容：
1. 作为探测器应满足的条件；

2. 为什么PN结是半导体探测器的灵敏区；
PN结区内的载流子浓度很低，又称耗尽区，内阻非常高，加上反向电压后，电压几乎完全降落在结区，在结区形成一个足够强的电场，而几乎没有漏电流流过。当带电粒子射入结区后，通过与半导体材料作用，很快损失能量，带电粒子损失的能量将使电子由满带跳到空带上去，于是在满带中就留下了空穴，就形成了电子-空穴对，在电场作用下，电子和空穴向两极漂移，于是在回路中形成信号。
3. 金硅面垒探测器特点及用途，金硅面垒α谱仪在使用中的两个特殊问题；？？？？？？辐射损伤？
特点：1、能量分辨率高，仅次于磁谱仪；2、设备比磁谱仪简单得多，使用方便；3、灵敏体积不能做的太大；4、时间响应与闪烁探测器差不多；5、本底很低。
特殊问题：？？？？？

4. HPGe探测器的特点及用途，HPGeγ谱仪效率刻度曲线的基本测量方法；？？？
特点：一般工作在全耗尽状态；要求在液氮温度小使用，但可保存在室温下；灵敏区体积大，可达~400cm^2。
用途：主要用于探测β、γ射线。
刻度曲线基本测量方法：
5. 硅锂漂移探测器的特点及用途；硅锂漂移探测器的效率曲线及测量的能量范围；？？？？？？
特点：灵敏区的厚度可达5~10mm；Z小，Z=14，对γ射线的光电峰效率低；
用途：主要用于低能γ射线和X射线的测量。

7. 为什么半导体探测器的能量分辨率好于其它探测器？其根本原因及公式描述；

熟悉内容：
1. 辐射损伤现象、产生的原因、损伤阈；

了解内容：
1. 锂漂移探测器原理；
2. 新型半导体探测器的类型、用途；
3. 半导体探测器在使用中需注意的问题；

脉冲探测器小结
掌握内容：
1. 探测器的基本性能
基本物理量、探测器的主要工作方式；

2. 探测器的探测效率
影响探测器探测效率的因素：几何因子（立体角）、物质减弱因子、作用几率、记录效率。

几种效率的定义：源探测效率、本征探测效率；源峰探测效率、本征峰探测效率；峰总比；

3. 探测器的输出信号
输出回路时间常数在RC<>tc两种情况下，对探测器输出脉冲形状的影响；

输出脉冲形状对探测器的上升时间、分辨时间和能量分辨率的影响。

4. 脉冲幅度谱和能量分辨率
能谱仪的能量分辨率的表示方法，影响谱仪能量分辨率的因素。

4. 计数条件的选择与计数曲线
微分谱和积分谱；

放大器放大倍数的改变对测量计数曲线的影响；

探测器工作电压选择的依据。

第六章 掌握内容：
1.原子核乳胶和固体径迹探测器的基本工作原理；

2.固体径迹探测器的阈特性、临界角。

2. 热释光探测器的基本原理，热释光的测量方法及主要用途。
优点：体积小、灵敏度高、量程宽、测量对象广泛
探测方法：由加热部分、光电转换部分、输出显示部分组成，有加热部分和光电转换部分组成探测头。加热发光的测量时通过光电倍增管将光信号转换成电信号的。

用途：可测量X、γ、α、β、中子、质子等射线，主要用在剂量监测方面，在考古和地质方面也有很重要的应用，在核医学和宇宙学方面也有应用。
熟悉内容：
1.原子核乳胶：

2.原子核乳胶、固体径迹探测器的种类和特性；
固体径迹探测器：有阈值和临界角

3. 热释光探测器的主要参数？？？？？

第七章 掌握内容：
1. 概念：
符合事件 ：两个或两个以上同时发生的事件。同时性事件？？

符合方法：

符合、反符合、延迟符合
真符合和偶然符合

反符合：

延迟符合：

2. 基本关系式：
偶然符合与符合分辨时间；真偶符合比：真符合计数率与而然符合计数率的比值。（P192）

符合计数的相对误差；

4. 时间分辨本领的影响因素；

4. 时间分析谱仪：
单道时间谱仪和多道时间谱仪。

（P208）
熟悉内容：
1. 符合法测量放射源活度的思路、特点、要求；(P218)

2.符合装置的分辨时间测量；

3.定时信号拾取方法。

了解内容：
符合法的应用

第八章 掌握内容：
1. 中子探测方法的依据、

特点；

2.中子与物质相互作用的几种主要形式和特点(核反应法、核反冲法、核裂变法、中子活化法)（P297）

3.中子活化分析方法基本原理;

4.名词和概念：
中子能量1/2mv^2、热中子E=0.0253ev,

、快中子0.1~20Mev、慢中子E<1kev
中子通量密度：
饱和放射性。??????? 、切镉能??????、

5. 方法原理和基本关系式:
飞行时间法 飞行时间与中子能量的关系

核反冲法 反冲核能量与中子能量的关系

熟悉内容：
1. BF3 正比计数器测量中子的依据；

2. 中子飞行时间法基本原理；

3. 中子活化法中的几个基本思想和关系式。

4. 饱和放射性？？？？？？？？

5. 长计数管的特点，针对性地解决了什么问题，适合于什么测量工作。

了解内容：
常用的中子探测器种类、特点；
第九章
掌握内容：
1. 在采用小立体角法测量α、β放射源活度时，应如何考虑修正量以及分别采用哪些相应
的修正方法：
（210）

2. 哪些因素影响β射线的反散射因子