核辐射剂量检测仪
随着核能、核工业、核医学以及核科学实验的蓬勃发展，核辐射安全与检测逐渐受到公众的关注。
核辐射基本概念
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以电磁波或微粒的形式释放出的一种能量，主要包括α射线（4He 核）、β射线（正负电子流）、γ射线。
核辐射标志：
核辐射基本单位
放射性活度A：放射性物质单位时间内发生衰变的次数，单位：贝克勒尔（Bq）、居里（Ci），1Ci=3.7*10^10Bq。
吸收剂量D：单位质量受照物质中所吸收的平均能量，单位：焦耳/千克（J/Kg），专业单位名称：戈瑞（Gy）。
照射量X：x或γ射线在单位质量空气中释放出的所有正负电子全部被阻停空气中时，产生的同一符号的离子的总电荷量，单位：库伦/千克(C/Kg)，专业单位名称：；伦琴（R）。
辐射类型
辐射分为天然辐射和人工辐射两大类：
一、天然辐射
包括宇宙射线（主要是质子和α粒子）、宇生放射性核素（14C、3H、22Na、7Be）和原生放射性核素（238U、232Th、235U三个天然放射性系）
二、人工辐射
人工辐射主要来源于医疗辐射、核电站、核试验、核工业、核技术应用、核爆炸、核事故及辐射事故。
核辐射的生物效应
辐射生物学效应是指在一定条件下，射线作用于生物机体，从生物机体吸收辐射能量开始，引起生物机体电离或激发，引发体内的各种变化，使机体中的生物大分子（如蛋白质分子，DNA分子和酶）的结构破坏，进一步影响组织或器官的正常功能，严重时导致机体死亡。
不同类型的辐射、不同的照射剂量、不同的受照时间、不同的受照部位和不同的受照人群所造成的辐射生物效应不同。
辐射生物效应主要分为确定性效应和随机性效应。
核辐射剂量检测仪 随着核能、核工业、核医学以及核科学实验的蓬勃发展，核辐射安全与检测逐渐受到公众的关注。 核辐射基本概念 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以电磁波或微粒的形式释放出的一种能量，主要包括α射线（4He 核）、β射线（正负电子流）、γ射线。 核辐射标志： 核辐射基本单位 放射性活度A：放射性物质单位时间内发生衰变的次数，单位：贝克勒尔（Bq）、居里（Ci），1Ci=3.7*10^10Bq。 吸收剂量D：单位质量受照物质中所吸收的平均能量，单位：焦耳/千克（J/Kg），专业单位名称：戈瑞（Gy）。 照射量X：x或γ射线在单位质量空气中释放出的所有正负电子全部被阻停空气中时，产生的同一符号的离子的总电荷量，单位：库伦/千克(C/Kg)，专业单位名称：；伦琴（R）。 辐射类型 辐射分为天然辐射和人工辐射两大类： 一、天然辐射
包括宇宙射线（主要是质子和α粒子）、宇生放射性核素（14C、3H、22Na、7Be）和原生放射性核素（238U、232Th、235U三个天然放射性系） 二、人工辐射 人工辐射主要来源于医疗辐射、核电站、核试验、核工业、核技术应用、核爆炸、核事故及辐射事故。 核辐射的生物效应 辐射生物学效应是指在一定条件下，射线作用于生物机体，从生物机体吸收辐射能量开始，引起生物机体电离或激发，引发体内的各种变化，使机体中的生物大分子（如蛋白质分子，DNA分子和酶）的结构破坏，进一步影响组织或器官的正常功能，严重时导致机体死亡。 不同类型的辐射、不同的照射剂量、不同的受照时间、不同的受照部位和不同的受照人群所造成的辐射生物效应不同。 辐射生物效应主要分为确定性效应和随机性效应。
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+→。
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
Inspector手持式核辐射监测仪(内置探头) 对未知放射性环境进行x,γ射线快速响应的高灵敏度测量仪表辐射监测仪，日常巡检和搜寻微弱放射源工作的首选辐射监测仪，精确对辐射环境剂量及剂量率进行监测，核辐射泄露监测仪，核辐射检测仪。 用于检测α、β、γ和X射线 1.内置2英寸扁平螺旋式GM探测器，对α和β射线源的灵敏度很高 2.LCD数字显示读数,可选择mR/hr、CPM、CPS或mSv/hr等不同单位 3.自动补偿GM管的滞后时间 4.抗饱和电路可避免强辐射场的干扰 5.总数/定时器(Total/Timer)功能可对轻微污染进行定时读数的精确检测，定时读数周 期从1分钟到24小时 6.“安全第一”(Safety First)的校准功能可避免校准人员的辐射接触 7.检测仪符合欧洲CE认证要求 应用于： 可广泛用在核电站、制药厂、实验室、发电厂、采石场、紧急状况营救站、金属处理厂、地下油田和供油管道装备、环境保护、卫生监督等部门。 技术参数
900+增强型核辐射剂量探测仪器 900型多功能数字核辐射仪分2种：普通型900和增强型900+ 1.普通型900：射线种类选择开关，辐射瞬时值，辐射累计值，脉冲瞬时值，脉冲累计值。 2.增强型900+：在普通型的基础上增加：超限声音报警，中文电脑分析软件(可选英文，德文，意大利文)，数据实时远传显示和分析，手动和自动记录，最大值保持。 900型多功能数字核辐射仪，可广泛用在核电站，制药厂，实验室，发电厂，采石场，紧急状况营救站，金属处理厂，油田和供油管道装备，环境保护等部门。 使用射线选择开关，你可以选择测量何种射线： 1. 把开关放到中间位置，检测γ射线。 2. 把开关放到左边位置，检测γ+β射线。 3. 把开关放到右边位置，检测α+γ+β射线。 4. 开关在任何位置都可以检测X射线 在一般的测量中，开关放到中间位置，α和β射线被屏蔽，除非仪表和辐射源紧靠在一起。注意：板动开关的动作要轻柔，以免损坏传感器。 用于： 1.检查地下水，镭污染
西南科技大学2010-2011-1学期 《核辐射探测学》本科期末考试试卷(B卷) 课程代码 2 4 3 1 4 0 9 8 0 命题单位国防科技学院辐射防护与环境工程教研室 一．填空题（每空2分，共30分） 1.带电粒子的射程是指__________________，重带电粒子的射程与其路程_________。 2.根据Bethe公式，速度相同的质子和氘核入射到靶物质中后，它们的能量损失率之比是 _________ 3.能量为2.5 MeV的γ光子与介质原子发生康普顿散射，反冲电子的能量范围为_________， 反冲角的变化范围是_________。 4.无机闪烁体NaI的发光时间常数是430 ns，则闪烁体被激发后发射其总光子数目90%的光 子所需要的时间是_________。 5.光电倍增管第一打拿极的倍增因子是20，第2~20个打拿极的倍增因子是4，打拿极间电 子传输效率为0.8，则光电倍增管的倍增系数为_________。 6.半导体探测器中，γ射线谱中全能峰的最大计数率同康普顿峰的最大计数率之比叫做____。 7.电离电子在气体中的运动主要包括_________、_________、_________。 8.探测效率是指___________与进入探测器的总的射线个数的比值。 9.若能量为2 keV的质子和能量为4 keV的α粒子将能量全部沉积在G-M计数器的灵敏体积 内，计数器输出信号的幅度之比是_________。 10.当PN结探测率的工作电压升高时，探测器的结电容_________，反向电流_________。 二．名词解释（每题4分，共16分） 1.湮没辐射 2.量子效率 3.电子脉冲电离室 4.分辨时间 三．简答题（每题8分，共32分） 1.电离室的工作机制？屏栅电离室相比一般的平板电离室有什么优点？ 2.有机闪烁体中“移波剂”、无机闪烁体中“激活剂”，他们的作用分别是什么？ 3.简述PIN结探测器的结构和工作原理，和PN结探测器相比它有什么优点？ 4.气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器各有什么优点？用于α粒子探测的主要是哪类探 测器，为什么？ 四．计算题（共22分）
第一章核辐射仪器产业现状与发展 一、政策法规 国家发展和改革委员会于2004年3月发布并组织实施了《民用非动力核技术高技术产业化专项》，明确了重点技术方向，其中“射线探测技术在环保领域的应用”被明确列入发展规划当中。国家环保部拟在近期颁布《放射性同位素与射线装置安全和防护实施办法》法令。已颁布的监管法规： 1.《中华人民共和国放射性污染防治法》 第十届全国人民代表大会常务委员会第三次会议于2003年6月28日通 过，2003年10月1日起施行。 2.《放射性同位素与射线装置放射防护条例》 文号：国务院令第44号发布日期：1989-10-24 实施日期：1989-10-24 3.《放射环境管理办法》 国家环保局令第三号发布，1990年6月22日实施 4.《油(气)田非密封型放射源测井放射卫生管理办法》 文号：卫监发[1991]第38号发布日期：1991-9-14 实施日期：1991-9-14 5.《含放射性物质消费品卫生防护管理规定》 文号：卫监发[1995]第2号发布日期：1995-1-9 实施日期：1995-3-1 6.《放射工作卫生防护管理办法》 文号：卫生部令第17号发布日期2001-10-23 7.《放射防护器材与含放射性产品卫生管理办法》 文号：卫生部令第18号发布日期2001-10-23 二、监管部门及职能 中央编办2003年12月8日发布的[2003]17号文件《关于放射源安全监管部门职责分工的通知》中明确规定： 1.环保部门（核安全主管部门）负责放射源的生产、进出口、销售、使用、 运输、贮存和废弃处置安全的统一监管。制订和组织实施放射源安全的法律法规和技术标准；建立并实施放射源登记管理制度；根据涉源单位提供
核辐射物理与探测学复习 注：本提纲中的问题覆盖范围并不完备，因此不能完全替代书本复习，仅作参考之用！ 一、关于载流子 1) 无论是气体探测器，还是闪烁、半导体探测器，其探测射线的本质都是将射线沉积在探 测器灵敏体积内的能量转换为载流子。这三种探测器具有不同的载流子，分别是：气体（），闪烁体（），半导体（）； 答： 气体：电子－离子对； 闪烁体：第一个打拿极收集到的光电子； 半导体：电子－空穴对； 2) 在这个转换过程中，每产生一个载流子都要消耗一定的能量，称之为（），对于三种探测 器来说，这个能量是不同的，分别大概是多少？气体（），闪烁体（），半导体（）。这个能量是大些好，还是小些好？为什么？ 答： 平均电离能；30eV，300eV，3eV； 这个能量越小越好，因为平均电离能越小，产生的载流子就越多，而载流子的数目服从法诺分布，载流子越多则其数目的相对涨落越小，这会导致更好的能量分辨率； 3) 在这个转换过程中，射线沉积在探测器中的能量是一个（）变量，而载流子的数目是一 个（）变量，载流子的数目是不确定的，它服从（）分布，该分布的因子越是大些好，还是小些好？为什么？ 答：连续型变量；离散型变量；法诺分布；法诺因子越小越好，小的法诺因子意味着小的统计涨落，导致好的能量分辨率； 二、关于探测效率 1) 对于不带电的粒子（如γ、中子），在探测器将射线沉积在其灵敏体积中的能量转换为载 流子之前，还需要经历一个过程，如果没有该过程，则探测器无法感知射线。以γ射线为例，这个过程都包含哪些反应（）？这个过程的产物是什么（）？对于1个1MeV的入射γ射线，请随便给出一个可能的该产物能量（）？ 答： 对于γ射线，这些反应包括光电效应、康普顿散射以及电子对效应（如果γ射线的能量>1.022MeV）； 这些反应的产物都是次级电子； 对于1个1MeV的γ射线，次级电子的能量可以是几十keV～几百keV，也可以是接近1MeV； 2) 这个过程发生将主要地决定探测器的探测效率，那么影响探测效率（本征）的因素都有 哪些（）？在选择探测器的时候，为了得到高的探测效率（本征），应该做什么考虑（）？
核技术 核探测复习材料 一、简答题： 1．γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式？（ 5分） 答：γ射线与物质发生相互作用（1）光电效应 （2）康普顿效应（得2分）（3）电子对效应（得2分） 2．典型的气体探测器有哪几种？各自输出的最大脉冲幅度有何特点，试用公式表示。（5分） 答：典型的气体探测器有（1）电离室（得1分）（2）正比计数管（得1分）（3）G-M 计数管（得1分） 脉冲幅度：（1）电离室：C e w E v = （得1分）（2）正比计数管：C e w E M v ?= （得0.5分）（3）G-M 计数管 最大脉冲幅度一样（得0.5分） 3．简述闪烁体探测器探测γ射线的基本原理。（5分） 答：γ射线的基本原理通过光电效应 、 康普顿效应和电子对效应产生次级电子（得1分），次级电子是使闪烁体激发（得1分），闪烁体退激发出荧光（得1分），荧光光子达到光电倍增管光阴极通过光电效应产生光电子（得1分），光电子通过光电倍增管各倍增极倍增最后全部被阳极收集到（得1分），这就是烁体探测器探测γ射线的基本原理。 注：按步骤给分。 4．常用半导体探测器分为哪几类？半导体探测器典型优点是什么？（5分） 答：常用半导体探测器分为(1) P-N 结型半导体探测器（1分）(2) 锂漂移型半导体探测器；（1分）(3) 高纯锗半导体探测器；（1分） 半导体探测器典型优点是(1) 能量分辨率最佳；（1分）(2)射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比。（1分） 5．屏蔽β射线时为什么不宜选用重材料？（5分） 答：β射线与物质相互作用损失能量除了要考虑电离损失，还要考虑辐射损失（1分），辐 射能量损失率 2 22NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-= 与物质的原子Z 2成正比（2分），选用重材料 后，辐射能量损失率必然变大，产生更加难以防护的x 射线（2分）。故不宜选用重材料。 注：按步骤给分。 6．中子按能量可分为哪几类？中子与物质发生相互作用有哪几种方式。（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：中子的弹性和非弹性散射（1分）、中子的辐射俘获（1分）、中子核反应（1分）、中子裂变反应（1分） 二、证明题：（共10分） 1． （5分）试证明γ光子只有在原子核或电子附近，即存在第三者的情况下才能发生电 子对效应，而在真空中是不可能的。 答： 答：对γ光子能量 νγh E =；（1分）动量c h P ν γ=。（1分） 由能量守恒，有
环境核辐射监测规定(GB12379-90) 1 主题内容与适用范围 本标准规定了环境核辐射监测的一般性准则。 本标准适用于在中华人民共和国境内进行的一切环境核辐射监测。 2 引用标准 GB 8703 辐射防护规定 3 术语 3.1 源项单位 从事伴有核辐射或放射性物质向环境中释放并且其辐射源的活度或放射性物质的操作量大于从事伴有核辐射或放射性物质向环境中释放并且其辐射源的活度或放射性物质的操作量大于GB 8703规定的豁免限值的一切单位。 3.2 环境保护监督管理部门 国家和各省、自治区、直辖市及国家有关部门负责环境保护的行政监督管理部门。 3.3 核设施 从铀钍矿开采冶炼、核燃料元件制造、核能利用到核燃料后处理和放射性废物处置等所有必须考虑核安全和(或)辐射安全的核工程设施及高能加速器。 3.4 同位素应用 利用放射性同位素和辐射源进行科研。生产、医学检查、治疗以及辐照、示踪等实践。 3.5 环境本底调查 源项单位运行前对其周围环境中已存在的辐射水平、环境介质中放射性核素的含量，以及为评价公众剂量所须的环境参数、社会状况等所进行的调查。 3.6 常规环境监测
源项单位在正常运行期间对其周围环境中的辐射水平以及环境介质中放射性核素的含量所进行的定期测量。 3.7 监督性环境监测 环境保护监督管理部门为管理目的对各核设施及放射性同位素应用单位对环境造成的影响所进行的定期或不定期测量。 3.8 质量保证 为使监测结果足够可信，在整个监测过程中所进行的全部有计划有系统的活动。 3.9 质量控制 为实现质量保证所采取的各种措施。 3.10 代表性样品 采集到的样品与在取样期间的样品源具有相同的性质。 3.11 准确度 表示一组监测结果的平均值或一次监测结果与对应的正确值之间差别程度的量。 3.12 精密度 在数据处理中，用来表达一组数据相对于它们平均值偏高程度的量。 4 环境核辐射监测机构和职责 4.1 一切源项单位都必须设立或聘用环境核辐射监测机构来执行环境核辐射监测。核设施必须设立独立的环境核辐射监测机构。其他伴有核辐射的单位可以聘用有资格的单位代行环境核辐射监测。 4.1.1 源项单位的核辐射监测机构的规模依据其向环境排放放射性核素的性质、活度、总量、排放方式以及潜在危险而定。 4.1.2 源项单位的环境核辐射监测机构负责本单位的环境核辐射监测，包括运行前环境
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
核辐射检测仪又名辐射检测仪。市场上有辐射报警仪,辐射仪是不带剂量显示的仪器，只能提示佩戴人员当前所在场地射线是不是超标，至于辐射剂量具体是多少，不好确定。辐射剂量检测仪，这种仪器不仅可以报警，也可以清晰显示当前所在场地的辐射剂量值。 目前按照给出信息的方式，辐射探测器主要分为两类： 一类是粒子入射到探测器后，经过一定的处置才给出为人们感官所能接受的信息。例如，各种粒子径迹探测器，一般经过照相、显影或辐射监测仪化学腐蚀等过程。还有热释光探测器、光致发光探测器，则经过热或光激发才能给出与被照射量有关的光输出。这一类探测器基本上不属于核电子学的研究范围。 另一类探测器接收到入射粒子后，立即给出相应的电信号，经过电子线路放大、处理，就可以进行记录和分析。这一类称为电探测器。
电探测器是应用最广泛的辐射探测器。这一类探测器的问世，导致了核电子学这一新的分支学科的出现和发展。能给出电信号的辐射探测器已不下百余种。最常用的主要有气体电离探测器、半导体探测器和闪烁探测器三大类。 早在1908年，气体电离探测器就已问世。但直到1931年脉冲计数器出现后才解决了快速计数问题。1947年，闪烁计数器的出现，由于其密度远大于气体而大大提高了对粒子的探测效率。最显著的是碘化钠（铊）闪烁体，对γ射线还具有较高的能量分辨本领。60年代初，半导体探测器的研制成功，使能谱测量技术有了新的发展。现代用于高能物理、核物理和其他科学技术领域的各种类型探测器件和装置，都是基于上述三种类型探测器件经过不断改进创新而发展起来的。 一般来说购买核辐射检测仪的客户可大概分为4类：
1.安全组织, 譬如警察局和消防队、紧急反应组织、环保组织、危险物料处置、金属回收公司、矿山等,他们接触到各种放射性的机率较高。 2.港口、码头、机场等，这些地方因为人员及各类进出口货物流量大，特别涉及到出入境人员受放射线污染的机率较高。 3.五金厂、陶瓷厂、医院、研究机构、实验室、药监局、大学等，他们接触到各种低强度或泄漏放射线的机率较高。 4.关注居住环境质量及个人安全的私人个体, 比如某人想在家,食物、水中等寻找周围的环境污染(各种突发事故或恐怖分子攻击等)。 而杭州旭辐检测技术有限公司实力雄厚，资源配置齐备，可以为客户提供各种工程辐射检测服务。 更多详情请拨打联系电话或登录杭州旭辐检测技术有限公司https://www.doczj.com/doc/064255860.html,咨询。
核辐射物理及探测学 辐射的定义（R a d i a t i o n）: 以玻或运动粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量（如声辐射、热辐射、电磁辐射、α辐射、β辐射、中子辐射等）的统称。 通常论及的“辐射”概念是狭义的，它不包括无线电波和射频波等低能电磁辐射，也不包括声辐射和热辐射，而仅是指高能电磁辐射（光辐射）和粒子辐射。这种狭义的“辐射”又称为“射线”。 按照其来源，辐射（射线）可以分为核辐射、原子辐射、宇宙辐射等，又可分为天然辐射、人工辐射等。 按照其荷电情况和粒子性质，辐射（射线）又可分为：带电粒子辐射，如α、p、D、T、±π、±μ、±e等；中性粒 子，如n、ν、?π等；电磁辐射，如γ射线和X射线等。 课程介绍： 核辐射物理及探测学是工程物理系本科生的一门主干专业基础课。本课程要使学生对于核辐射物理学、辐射探测器的原理、性能和应用以及探测辐射的基本理论与方法具有深入明确的了解，并具有创造性地灵活应用的能力。经过后续实验课的学习，学生在辐射探测实验技术方面将进一步获得充分的训练。 核辐射物理及探测学是一门内容非常丰富与科学实验关系极其密切的课程。核辐射物理涉及原子核的基本性质、各种辐射的产生、特征，辐射与物质的相互作用及微观世界的统计概率特性等，是核科学及核工程的基础。辐射探测学是近百年来核科学工作者在实践中发明、发展的探测器与探测方法的归纳和总结。通过课程学习应当培养学生掌握如何从实际出发分析问题、解决问题，以及如何综合应用基础理论和所学的各种知识的思维方法和能力，本课程中讲授的核辐射物理、辐射探测器与探测方法方面的知识，将为学生将来从事核能与核科学科研、生产、管理等工作打下良好的基础。 本课程主要由三部分组成： （1）核辐射物理学。（第一章～第六章）这既是辐射探测的物理基础，又是其他专业课的基础。 22学时 （2）辐射探侧器件与装置的原理、性能和应用。（第七章～第十章）26学时 （3）探测辐射的理论和方法。（第十一章，第十二章）16学时 教科书：《核辐射物理与探测学》（讲义）陈伯显编著 《致电离辐射探测学》（讲义）安继刚编著 参考书：《原子核物理实验方法》复旦,清华,北大合编出版社：原子能出版社 《辐射探测与测量》(美)格伦F.诺尔著出版社：原子能出版社 《N u c l e a r R a d i a t i o n P h y s i c s》 R a l p h E. L a p p a n d H o w a r d L. A n d r e w s, P r e n t i c e-H e l l, I n c, E n d l e w o o d C l i f f s, N e w J e r s e y, 1997.
《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
核辐射监测仪器设计报告—— 一种基于GM计数管的核辐射监测器 完成时间：2012-5-21
目录 1 选题依据 (3) 1.1研究意义 (3) 1.2 国内外辐射环境监测系统概况 (3) 1.3 辐射监测仪器要求及选用 (4) 2 研究内容和总体方法 (5) 2.1 总体设计思路 (5) 2.2 仪器工作原理 (5) 2.3 系统软件设计 (7) 2.4 测量原理 (8) 3 课题研究的创新之处 (8) 3.1 测量算法的改进 (8) 3.2 双GM管自动切换方法的改进 (9)
1 选题依据 1.1研究意义 核辐射事故及核辐射恐怖事件具有突发性，对社会安全和国家政治经济危害大，容易造成社会动荡虽然核电是清洁安全的能源，发生重大事故的概率很低，但必须做好充分的核事故应急准备工作历史上发生的核事故实例表明，一旦发生大量的放射性物质泄漏，会对工作人员周围公众及环境造成严重影响，社会影响巨大，经济损失严重，世界有核国家都建有应急组织，并建有完善的应急监测系统，能及时准确地向应急行为决策者提供环境污染状况。 核事故辐射环境监测系统是辐射防护应急以及核安全的一个重要环节，是确保核科学技术得到长足发展的一个重要环节，尤其是核电站周边辐射环境监测是持续健康发展核能的必要条件。 1.2 国内外辐射环境监测系统概况 辐射环境监测工作是从半个世纪前起步，伴随着核污染事件核泄漏事故的发生公众的心理变化和关注而发展，世界上许多国家如美国、德国荷兰、日本、丹麦捷克英国奥地利瑞士葡萄牙、意大利、西班牙、澳大利亚、韩国等 都十分重视辐射环境监测工作，美国、日本、英国、法国等一些发达国家建立了核设施环境辐射连续监测系统，用于核事故的早期报警及事故监测，其监测数据成为安抚公众、当局决策的主要依据。 我国环境辐射监测工作自上世纪五十年代起步，近年来随着核电站的兴建及发展正逐步受到核电、环保等有关部门的高度重视，因此研制核设施环境、辐射连续监测系统，为核设施辐射环境监测工作提供可靠的技术保障则具有重要意义。 中国已开展的环境辐射监测工作包括天然本底调查和核设施运行监测、天然环境放射性本底调查工作国外开展较早，世界范围的比对工作已大规模做过，由于各国使用的仪器及方法不同，彼此间的数据有所差异；我国自1983年起届时8 年，开展了全国环境天然γ放射性水平调查研究，表1-1为不同方法测得的原野γ外照射剂量率。
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
报价单 日期：2015年01月06日 本数据表仅供参考，如有更改恕不通知。我司保留本参数单的权利，未经授权不得转载。 一、交货期：收到需方货款后3个工作日交货。 二、交货地点：需方物流公司。 三、运输及费用承担：汽运，运费由需方承担。 邢台润联机械设备有限公司 900+多功能核辐射检测仪 使用场合： 多功能射线检测仪可广泛用在制药厂，实验室，发电厂，采石场，紧急状况营救站，金属处理厂，地下油田和供油管道装备，环境保护等部门， 可用于：
1.检查局部的辐射泄露和核辐射污染 2.检?橹芪Щ肪车?氡辐射 3.检查石材等建筑材料的放射性 4.检查有核辐射危险的填埋地和废品垃圾场 5.检测从医用到工业用的X射线仪器的X射线辐射强度 6.检查地下水镭污染 7.检查地下钻管和设备的放射性 8.监视核反应堆周围空气和水质的污染 9.检查个人的贵重财产和珠宝的有害辐射 10.检查瓷器和洁具餐具玻璃杯等的放射性 11.精确定位辐射源 12.家居装饰的检测 功能介绍： 带射线选择开关 最大值保持功能 可靠小巧的探测器 自动存储采样数据 可进行辐射计量值累计 只需要每 5 年进行一次校准 小型化抗冲击设计，携带方便 符合人机工程学原理，手感舒适 宽工作温度范围(-40℃ 到75℃) USB 电脑接口，功能丰富的分析软件(900+) 数据可数值实时远传到电脑显示和分析 技术参数:
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多功能射线检测仪可广泛用在制药厂，实验室，发电厂，采石场，紧急状况营救站，金属处理厂，地下油田和供油管道装备，环境保护等部门， 可用于： 1.检查局部的辐射泄露和核辐射污染 2.检?橹芪Щ肪车?氡辐射 3.检查石材等建筑材料的放射性 4.检查有核辐射危险的填埋地和废品垃圾场 5.检测从医用到工业用的X射线仪器的X射线辐射强度 6.检查地下水镭污染 7.检查地下钻管和设备的放射性 8.监视核反应堆周围空气和水质的污染 9.检查个人的贵重财产和珠宝的有害辐射 10.检查瓷器和洁具餐具玻璃杯等的放射性 11.精确定位辐射源 12.家居装饰的检测 功能介绍： 带射线选择开关 最大值保持功能 可靠小巧的探测器 自动存储采样数据 可进行辐射计量值累计 只需要每 5 年进行一次校准 小型化抗冲击设计，携带方便 符合人机工程学原理，手感舒适 宽工作温度范围(-40℃ 到75℃)
核辐射物理与探测学复习 一、关于载流子 1) 无论是气体探测器，还是闪烁、半导体探测器，其探测射线的本质都是将射线沉积在探 测器灵敏体积内的能量转换为载流子。这三种探测器具有不同的载流子，分别是：气体（），闪烁体（），半导体（）； 答： 气体：电子－离子对； 闪烁体：第一个打拿极收集到的光电子； 半导体：电子－空穴对； 2) 在这个转换过程中，每产生一个载流子都要消耗一定的能量，称之为（），对于三种探 测器来说，这个能量是不同的，分别大概是多少？气体（），闪烁体（），半导体（）。 这个能量是大些好，还是小些好？为什么？ 答： 平均电离能；30eV，300eV，3eV； 这个能量越小越好，因为平均电离能越小，产生的载流子就越多，而载流子的数目服从法诺分布，载流子越多则其数目的相对涨落越小，这会导致更好的能量分辨率； 3) 在这个转换过程中，射线沉积在探测器中的能量是一个（）变量，而载流子的数目是一 个（）变量，载流子的数目是不确定的，它服从（）分布，该分布的因子越是大些好，还是小些好？为什么？ 答：连续型变量；离散型变量；法诺分布；法诺因子越小越好，小的法诺因子意味着小的统计涨落，导致好的能量分辨率； 二、关于探测效率 1) 对于不带电的粒子（如γ、中子），在探测器将射线沉积在其灵敏体积中的能量转换为 载流子之前，还需要经历一个过程，如果没有该过程，则探测器无法感知射线。以γ射线为例，这个过程都包含哪些反应（）？这个过程的产物是什么（）？对于1个1MeV 的入射γ射线，请随便给出一个可能的该产物能量（）？ 答： 对于γ射线，这些反应包括光电效应、康普顿散射以及电子对效应（如果γ射线的能量>1.022MeV）； 这些反应的产物都是次级电子； 对于1个1MeV的γ射线，次级电子的能量可以是几十keV～几百keV，也可以是接近1MeV； 2) 这个过程发生将主要地决定探测器的探测效率，那么影响探测效率（本征）的因素都有 哪些（）？在选择探测器的时候，为了得到高的探测效率（本征），应该做什么考虑（）？ 答：
核辐射探测器 nuclear radiation detector 又称核探测元件(nuclear detection element)。是探测辐射射线用的器件。常用的有电离室、计数管和闪烁计数器、原子核乳胶、固体核径迹探测器和半导体探测器等。这类探测元件可以测量辐射射线和它们的性质。其原理主要是利用射线与物质相互作用时所产生的多种效应。如应用带电粒子与物质作用产生电离的原理制作的电离室、计数管，以及α径迹探测器等；利用其荧光作用做成的闪烁计数器；利用电离和激发所引起的化学反应过程制作原子核乳胶，固体核径迹探测器等。对带电离子可直接应用上述性质，对不带电的粒子(如γ射线)，则应用其与物质作用的三种效应(光电效应、康普顿-吴有训效应、电子对效应)所产生的二次电子来达到上述目的。[1] 计数器 以电脉冲的形式记录、分析辐射产生的某种信息。计数器的种类有气体电离探测器、多丝室和漂移室、半导体探测器、闪烁计数器和切伦科夫计数器等。 气体电离探测器 通过收集射线在气体中产生的电离电荷来测量核辐射。主要类型有电离室、正比计数器和盖革计数器。它们的结构相似，一般都是具有两个电极的圆筒状容器，充有某种气体，电极间加电压，差别是工作电压范围不同。电离室工作电压较低，直接收集射线在气体中原始产生的离子对。其输出脉冲幅度较小，上升时间较快，可用于辐射剂量测量和能谱测量。正比计数器的工作电压较高，能使在电场中高速运动的原始离子产生更多的离子对，在电极上收集到比原始离子对要多得多的离子对(即气体放大作用)，从而得到较高的输出脉冲。脉冲幅度正比于入射粒子损失的能量，适于作能谱测量。盖革计数器又称盖革-弥勒计数器或G-M 计数器，它的工作电压更高，出现多次电离过程，因此输出脉冲的幅度很高，已不再正比于原始电离的离子对数，可以不经放大直接被记录。它只能测量粒子数目而不能测量能量，完成一次脉冲计数的时间较长。多丝室和漂移室这是正比计数器的变型。既有计数功能，还可以分辨带电粒子经过的区域。多丝室有许多平行的电极丝，处于正比计数器的工作状态。每一根丝及其邻近空间相当于一个探测器，后面与一个记录仪器连接。因此只有当被探测的粒子进入该丝邻近的空间，与此相关的记录仪器才记录一次事件。为了减少电极丝的数目，可从测量离子漂移到丝的时间来确定离子产生的部位，这就要有另一探测器给出一起始信号并大致规定了事件发生的部位，根据这种原理制成的计数装置称为漂移室，它具有更好的位置分辨率（达50微米），但允许的计数率不如多丝室高。半导体探测器辐射在半导体中产生的载流子（电子和空穴），在反向偏压电场下被收集，由产生的电脉冲信号来测量核辐射。常用硅、锗做半导体材料，主要有三种类型：①在n型单晶上喷涂一层金膜的面垒型;②在电阻率较高的p型硅片上扩散进一层能提供电子的杂质的扩散结型;③在p型锗（或硅）的表面喷涂一薄层金属锂后并进行漂移的锂漂移型。高纯锗探测器有较高的能量分辨率，对γ辐射探测效率高,可在室温下保存,应用广泛。砷化镓、碲化镉、碘化汞等材料也有应用。闪烁计数器通过带电粒子打在闪烁体上，使原子（分子）电离、激发，在退激过程中发光，经过光电器件（如光电倍增管）将光信号变成可测的电信号来测量核辐射。闪烁计数器分辨时间短、效率高，还可根据电信号的大小测定粒子的能量。闪烁体可分三大类：①无机闪烁体,常见的有用铊(Tl)激活的碘化钠NaI(Tl)和碘化铯CsI(Tl)晶体，它们对电子、γ辐射灵敏,发光效率高，有较好的能量分辨率，但光衰减时间较长；锗酸铋晶体密度大，发光效率高，因而对高能电子、γ辐射探测十分有效。其他如用银(Ag)激活的硫化锌ZnS(Ag)主要用来探测α粒子;玻璃闪烁体可以测量α粒子、低能X辐射,加入载体后可测量中子；氟化钡(BaF2)密度大，有荧光成分，既适合于能量测量，又适合于时间测量。②有机闪烁体,包括塑料、液体和晶体(如蒽、茋等),前两种使用普遍。由于它们的光衰减时间短(2～3纳秒,快塑料闪烁体可小于1纳秒)，常用在时间测量中。它们对带电粒