习题集
第一章习题
1-1 当电子的速度为2.5×108m ·s -1时, 它的动能和总能量各为多少MeV? 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u? 合多少g?
1-3 t=25℃, p=1.013×105
Pa 时, S+O 2→SO 2的反应热q=296.9kJ ·mol -1
, 试计算生成1molSO 2
时体系的质量亏损。
1-4 1kg 的水从0℃升温至100℃, 质量增加了多少? 1-5 试计算239U, 236U 最后一个中子的结合能。已知：
()MeV 307.47238,92=?；()MeV 572.50239,92=?；()MeV 916.40235,92=?；()MeV 442.42236,92=?。
1-6 当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为
R
Z Z e E c 02
4)1(5
3πε-=
Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m 15105.1-?。试计算C 13和N 13核的库仑能之差。 1-7 已知：()MeV 125.313,6=?；()MeV 346.513,7=?。计算C 13和N 13核的结合能之
差； 1-8 利用结合能半经验公式，计算
236
U, 239
U 最后一个中子的结合能, 并把结果与1-5题的结
果进行比较
1-9 计算K 42原子核每一个核子的平均结合能？
1-10利用结合能半经验公式计算64Cu, 107Ag, 140Ce, 238U 核的质量, 并把计算值与下列实验
值进行比较, 说明质量公式的应用范围。
u Cu M 929756.63)(64=；u Ag M 905091.106)(107
=；
u Ce M 905484.139)(140=；u U M 050786.238)(238
=；
1-10利用结合能半经验公式计算64Cu, 107Ag, 140Ce, 238U 核的质量, 并把计算值与下列实验
值进行比较, 说明质量公式的应用范围。
u Cu M 929756.63)(64=；u Ag M 905091.106)(107
=；
u Ce M 905484.139)(
140
=；u U M 050786.238)(
238
=；
1-11质子、中子和电子的自旋都为1/2, 以N 14
7为例证明： 原子核不可能由电子和质子组
成, 但可以由质子和中子组成。 1-12 试证明对偶偶核基态的宇称总是偶的。
第二章习题
2-1 放射性核素的活度分别经多少个半衰期以后，可以减小至原来的3%, 1%, 0.1%, 0.01%?
2-2 已知32P,C,U 14238
的半衰期分别为14.26d, 5730a, 4.468×109a ，试求它们的衰变常数
（以sec -1
为单位）。
2-3 放射性核素平均寿命的含义是什么？试计算
239
124
24410Pu(.)/T y =?，
)1.28(Sr 2/190
a T =，
210
121384Po(.)/T d =的平均寿命。
2-4 对只含一种放射性核素的放射源，在不同时间进行测量，所得数据如下：
(1) 作出衰变曲线； (2) 由图求出此核素的T 12/和λ。
2-5 已知226Ra 的a T 32/1106.1?=，原子质量为226.025u ，求1g 226
Ra （不包括子体）
每秒钟发射的α粒子数。
2-6 计算下面1.0Ci 的放射源的质量（克）？ （a ）18F ；（b ）14C ； （c ）222Rn ；（d ）235U 。
2-7 人体内含18%的C 和0.2%的K 。已知天然条件下14C 与12C 的原子数之比为1.2:1012,
14C 的a T 57302/1=；40
K 的天然丰度为0.0118%，
a T 9
2/11026..1?=。求体重为75kg 的人体内的总放射性活度。
2-8 已知90Sr 按下式衰变：
)(Zr Y Sr 90
h 64,90a 1.28,90
-
-稳定??→???→?ββ
试计算将纯90Sr 放置多长时间，其放射性活度刚好与90Y 的相等。 2-9一个6.2mg 的90Sr 样品和它的子核90Y 处于长期平衡。
（a ） 90Sr 现在的活度是多少？ （b ） 90Y 现在的活度是多少？ （c ） 90Y 现在的质量是多少？
（d ）100年后90Y 的活度是多少？
(1) 作出衰变曲线；
(2) 试求混合样品中含有几种放射性核素？半衰期各为多大？
(3) 试求混合样品中各核素的起始计数率为多大？
2-11 将Ci 1的Rn 222
密封于内表面面积为6cm 2
的安瓿内，试问：经过两年以后，安瓿内可
能有哪几种核素？其中原子数最大的是什么核素？若将安瓿打破，从1cm 2的内表面每秒钟发射多少αβ,粒子？
2-12 1000cm 3海水含有0.4gK 和1.8×10-6gU 。假定后者与其子体达平衡，试计算1000cm 3
海水的放射性活度。
2-13 1g 与其短寿命子体处于平衡状态的226Ra ，每年产生标准状态的氦气172cm 3，求阿伏加德罗常数。
2-14 经过多长时间，在500g 纯U 中积累的Pb 可以达到10g ？ 2-15 有一
223
1211435Ra (.)/T d =与另一未知核素与其子体达到平衡的混合物，对此混合物
的测量得到：t=0时, I=9000min c ； t=5d 时, I=4517min c ; t=10d 时, I=2509min c 。试求未知核素的半衰期。
2-16 某矿石试样经分析获得下列原子数比：
Ar,K (13.4K Ar/
40
1026.1.4040
40
9
???→
?=?β-
；
206
066Pb/
U 238
=.；
)Sr Rb (049.0Rb /Sr 87
a 10
8.4,878787
10
????→
?=?β-
。假定矿石中
40
Ar,Sr,
Pb 87206
分别由
40
K,Rb,
U 87238
衰变产生，试用上述数据分别估算此矿石的年龄，
并说明K Ar -法所得的数据为什么偏低。
2-17 假定活植物体中14C 与12C 的原子数之比为1.2:1012
, a T 5730)C (142/1=。考古工作者将某古代遗址中一块木头碳化后，测得每克碳的放射性活度为3.5dpm ，试估算此古代遗址距今多少年？
第三章习题
3-1 实验测得Ra
226
的α能谱精细结构由%)95(785.4MeV T al =和
%)5(602.42
MeV T A =两种α粒子组成, 试计算：
1)子体Rn 222的反冲能； 2)Ra 226的α衰变能；
3)激发态Rn 222发射的γ光子能量。 作出Ra 226 的衰变纲图(简图)。
3-2 比较下列核衰变过程的衰变能和库仑位垒高度：
Th U 230234+→α，Rn C U 22212234+→，Po O U 21816234+→
有关原子的质量剩余如下：()MeV 425.24,2=?； ()M e V 143.38234,92=?； ()M e V 012,6=?； ()M e V 861.30230,90=?； ()M e V 370.26222,86=?；()MeV 737.416,8-=?； ()M e V 393.8218,84=?。 3-3 Pu 238的重要用途之一是制造核电池。假定Pu 238（a T 75.8721=，MeV E 4992.5=α）
α衰变能的%5转换为电能, 当电池的输出功率为20W 时, 此电池应装多少Pu g 238?
3-4 Ra 226通过3次α衰变生成Pb 214, 即
Pb Po Rn Ra MeV 214
00.621849.522278.4226??→???→????→?
利用这些数据和下面的原子质量, 说明C Pb Ra 12214226+→过程在能量上虽然允许,
但实际上观察不到。)104.1(15
0m r -?=；()MeV 666.23226,88=?；()MeV 224.0214,82-=?。
3-5 设())2,4(,),,(4
--Z A E He E Z A E b b b 分别为母核、α粒子、子核的结合能，试证明
),()()2,4(4
Z A E He E Z A E Q b b b -+--=α。
3-6
Cu 64
能以+
-β
β,,EC 三种形式衰变, 已知有关核素的质量如下：Cu 64
：
u 929766.63；Ni 64：u 927967.63；Zn 64：u 929145.63。试求：(1)-+ββ,粒子的
最大能量; (2)在电子俘获衰变中中微子的能量。
3-7 已知()u Be M 016929.77=，()u Li M 016004.77=，求ν+→+-Li e Be 7
7过程中子核Li 7
和中微子能量和动量。 3-8 实验测得
Mn 56
的各-
β
粒子的最大能量和强度为MeV
847.2(56.3%),
MeV
037.1(27.9%), MeV 734.0(14.6%); 各γ
光子的能量和强度为
MeV 847.0(98.9%), MeV 810.1(27.2%)和MeV 113.2(14.3%)。试作出Mn 56
的β衰变
纲图。
3-9 Br Cu 80356429,都能以+
-ββ,和EC 三种形式衰变。指出A ,Z 为何值的原子核可能具有与Br Cu 80
356429
,相似的衰变性质?为什么? 3-10 Co 60经-β衰变生成激发态的Ni 60
, 然后接连放射MeV 33.1,17.1的两个γ光子,过到Ni 60
的基态。假定两个γ光子几乎同时放出, 试分别计算两个γ光子以相同和相反方向放出时,
Ni 60
核获得的反冲能。
3-11 在Pb 214的-β谱中观察到能量分别为KeV 10.49,85.48,63.39,37.37,74.36的单能谱线。已知Bi 214的电子结合能kwV I L 41.61,=ε, keV ii L 75.15,=ε, keV III L 45.13,=ε, keV M 00.41,=ε,keV II M 7.3,=ε, 证明Pb 214的β谱中这些单能谱线是内转换引起的, 并计算核Bi 214的激发能。
3-12 Cs 137()a T 17.3021=经-β衰变至子核激发态的强度为%93, 该核γ跃迁的内转换系数为66.5/,0976.0==L K K I I α, 260.0/=l M I I , 试计算1g μCs 137
衰变时每秒钟
内放出的γ光子数。
3-13 Sn 119自激发态跃迁至基态时发射KeV 24的γ光子。为了补赏发射体与吸收体之间的能级位移eV 610-, 要求这两者之间的相对运动速度为多少? 3-14 已知Sn 119的KeV 24能级的寿命为s 8109.1-?。当穆斯鲍尔谱线的半宽度等于该能级的自然宽度Γ时，源与吸收体之间应有多大的相对运动速度？
第四章习题
4-1 确定下列核反应中的未知粒子x ：
x p d O a ),()(188，()()Y p x b 87
39,.α,()I d x Te c 1245312352,).(。 4-2 利用下述核数据, 求核反应192Os(d,t)191Os 的Q 值。
4-3 能量为6MeV 的质子投射到静态的12
C 核上, 试求质心的运动速度。取质子的质量为lu 。 4-4 求下列核反应的阈能：
16O(p,d)15
O Q=-13.44MeV 93
Nb(p,d)92
Nb Q=-6.62MeV
209
Bi(p,d)208Bi
Q=-5.23MeV
4-5 若靶核与入射粒子之间的距离等于两者的半径之和, 试求16
O(p,d)15O,93Nb(p,d)92
Nb 和
209
Bi(p,d)208Bi 反应的库仑位垒高度。把计算结果与4-4题计算的阈能进行比较,试对上述
核反应的几率作出预言。
4-6 能量为5.3MeV 的α粒子投射在铍靶上, 引起8Be(C
n 12
)
,α反应, 其反应能为5.702MeV 。
假定反应前9Be 核处于静止状态,试求中子的最大和最小能量。
4-7 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验，发现中子在1cm 厚的铅吸收材料中衰减到原来的84.5％。铅的原子量是207.21，密度11.4g/cm 3。计算总的反应截面。 4-8 快中子照射铝靶时, 可以发生以下反应
p Mg n Al +→+27
27
↓Al m
T 27
46.9,21??
??→?=-
β 已知铝靶的面积为2×5cm 2, 厚为1cm, 靶面垂直于中了束。铝靶经107cm -2·s -1的快中子束长期照射后, 经过20.4min, 放射性活度为1.13×10-2Ci μ,试求反应截面σ。
4-9自然界硼的密度是0.128′1024at/cm 3，对能量E ＝0.025eV 的中子捕获截面s c ＝764b ，散射截面s s ＝4b 。
(a) 计算0.025eV 的宏观捕获、散射和总作用截面。 (b) 0.025eV 中子束穿过1mm 和1cm 厚的硼时衰减多少？
(c) 假设捕获截面是v 1规律，计算0.0025eV 和100eV 中子在硼中的宏观截面。 （d ）吸收50％能量为100eV 中子束，需要多厚的硼？
4-10用14MeV 的2H 核轰击磷粉靶, 由于),(p d 反应, 生成了32P 。如果用流强为25A μ的2H
核照射2h 以后, 32
P 的放射性活度为14.7mCi, 求此核反应的产额。在照射过程中32P 的衰
变可以忽略。
4-11 试计算2
H 核俘获动能为1MeV 的质子所形成的3
He 核的激发能。 4-12 单能慢中子与181Ta 发生以下反应
γ+→
→
+Ta Ta n Ta 182
182
181
*
当入射中子的能量eV T n 3.4=时, 观察到共振吸收, 其共振收截面为b 42000=σ,中子
宽度n n eV ΓΓΓγ>>?≈-,1023, 试推断复合核182
Ta*的寿命。
第五章习题
5-1 U 235俘获一个热中子时，分裂成两个碎片，其质量数分别为96和140。设两碎片的总动能为MeV 165，试计算每一个碎片的动能和速度。 5-2 试计算U 234和Am 241的裂变阈能。
5-3 假定U 235在吸收一个热中子后裂变成Zr Ba 90143, 两个碎片，已知Zr Nd 90143,为稳定核素，试写出它们的衰变链。
5-4 计算下面聚变反应产生的能量：
并利用上面的结果，计算一个100兆瓦的电厂一年需要多少氘（H 2）和氚（H 3）？ 5-5 地球表面海水总量为1810吨，海水中氢与氘原子数之比为4105.1:1-?。每克氘可放出
h kW ?5
10聚变能，试计算海水中蕴藏的氘聚变能总量。
5-6设一个聚变堆的功率为100万kW , 以T d +为燃料, 试计算一年要消耗多少氘?这大功率的电站, 若改用煤作燃料, 则每年要消耗多少煤(煤的燃料热约为kg J 7103.3?)?
第六章习题
1. 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。
2. 请估算4MeV α粒子在硅中的阻止时间。已经4MeV α粒子在硅中射程为17.8μm 。
3. 10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比为多少？20MeV 电子
穿过铅时，辐射损失与电离损失之比是多少？ 4. 一准直的γ光子束(能量γE =2.04MeV)，穿过薄铅片，并在20?方向测量次级电子。试问
在此方向的光电子和康普顿反冲电子能量各为多少(铅的=K B 88.1keV ，=L B 15keV)。 某一能量的γ射线在铅中的线性吸收系数为0.6cm －1，试问它的质量吸收系数及原子的吸收截面是多少？按防护要求，要用多厚的铅容器才能使源射到容器外的γ射线强度减弱1000倍？
第七章习题
1. 标准偏差σ是一个具体的误差吗？若在1min 内测得某放射源计数率n 为100/min ，其
标准偏差10
110===
t n σ，则该计数率用统计误差表示为()min 10100±=±σn ，试说
明其理由。
2. 进行放射性测量时，若要求计数率的相对误差不大于1%,2%,5%时，要求总的计数N 应
分别不小于多少？
2341
1
120H H He n
+→+
3. 在某次测量中，5min 测得放射源加本底总计数N s ＝1080，移去源，10min 测得本底总
计数N b ＝223，求放射源的计数率及其标准偏差。
4. 用一探测器，每5分钟测得N s 计数分别为1114，1086，1201，1056；每10分钟测得N b 分别为230，218，204，196；试求放射源的平均计数率及其标准偏差。
5． 对一个放射源进行测量，已知放射源减本底的计数率（净计数率）n c 约80/min ,本底计
数率n b 约为20/min ，实测时只容许总测量时间T 为1h ，问欲得到最佳结果，源和本底测量时间各应是多少？源的计数率及其误差是多少？
第八章习题
1. 为什么射线在气体中产生一对离子对平均消耗的能量要比气体粒子的电离能大？
2. 设一由二平行金属板构成的电极系统，极间距离2cm ，内充氩气1.5大气压，二极板上加了1000伏的电位差。问正离子+A 由正极表面漂移到负极表面所需时间为何？
3. 设一由二同心金属圆筒制成的电极系统。内圆柱的外半径1.0=a 毫米，外圆筒的内半径
1=b 厘米，内充氩气
13.33kPa ，内圆柱上接正电压1000伏而外圆接地。问正离子+A 自
内圆柱外表面漂移至外圆筒内表面需时多少？ 4. 试用自己的语言说明什么是探测器的输出电路？ 5. 试计算出如图所示电离室中在(a)、(b)、(c)三处
产生的一对离子因漂移而产生的)(t I +、)(t I -、
)(t Q +
、)(t Q -
以及+
Q 、-
Q 分别为何？（假定
所加电压使电子漂移速度为105cm/s ，正离子漂移速度为103cm/s ）。
6. 设α粒子在电离室内产生一如图所示经迹，假定沿径迹各处之电离比为一常数S ，且知电子的漂移速度为-u ，试计算=-)(0t I ？=-Q ？
7. 设一圆柱形电离室，其中央阳极半径为a 、阴
极半径为b 。假定已知所充氩气压力P 、正离子迁称率+μ以及工作电压V 均已知。试计算一正离子由阳极表面向阴极漂移时产生的=+)(0t I ？=+
)(t Q ？
8. 试画出下列各种输出电路的等效电路，并定性地画出输出电压脉冲形状，标明极性及直
流电位。
题8之图
9. 设有一累计电离室，每秒有104个α粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中。已
题5之图
题6之图
知3.5=αE MeV ，电离室内充的纯氩气，试求出累计电离室输出的平均电流=0I ？ 10. 在上题条件下，若选择输出电路之Ω10010=R ，pf C 200=，问该电离室输出电压信号
的相对均方根涨落为何？
11. 设有一充氩气的离子脉冲电离室，知其放大器的噪声为20微伏，输入电容20pf 、电离
室本身电容为10pf 。若认为信号噪声比小于5就无法进行测量了，试问该脉冲电离室所能测量的最低粒子能量为何？
12. 设有一充氩气的圆柱形电子脉冲电离室，阳极半径1.0=a mm ，阴极半径1=b cm ，长度
10厘米，所用仪器之输入电容为10pf 。试问1MeV 之质子所产生的最大电压脉冲幅度为何？
13. 试计算在点状电离情况下，圆柱形电子脉冲电离室输出电压脉冲幅度分布。假定不考虑电离过程的统计涨落，而只需考虑几何位置的影响。 14. 为什么圆柱形电子脉冲电离室的中央极必须为正极？ 15. 试说明屏栅电离室栅极上感应电荷的变化过程。 16. 为什么屏栅电离室的收集极必须是正极？
17. 离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么？
18. 累计电离室所能测的最大幅射强度受何因素限制？脉冲电离室呢？ 19. 为什么正比计器的中央丝极必须是正极？
20. 圆柱形电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献，但在圆柱形正比计数器中输出
电荷却主要是正离子的贡献，这是什么原因？
21. 试说明输出信号的形成过程中，正比计数器阳极上感应电荷的变化过程。
22. 设有一充氩之正比计数器。试计算用它来测定200keV 之能量时，所能达到的最佳分辨
率。
23. 设用正比计数器测α粒子强度，每分钟计数5×105
个。假如该正比计数器之分辨时间为
3微秒，试校正计数损失。 24. 试说明有机自熄G-M 管在工作过程中总共有那些过程会导致有机分子的分解？ 25. 试说明G-M 管阳极上感应电荷的变化过程。
26. 为什么G-M 管中央丝极必须是正极？
27. 对于G-M 计数器来说，本底脉冲信号与所要探测的射线产生的脉冲信号有无差别？ 28. 为什么卤素管的阳极可以很粗？
29. 设有二种能量的粒子射入一自熄G-M 管，并将全部能量损耗于其灵敏本积之中。假定
计数管电压从零开始逐渐加高，一直加到坪特性的末端。在这过程中测量二种粒子给出
的电压脉冲幅度。试定性地用图表示出所测得的输出电压脉冲幅度与工作电压的关系应当是什么形状？
30. 自熄G-M 管坪区斜率的成因与正比计数器有何不同？
31. 有机自熄G-M 管能否全部充以有机蒸汽而不充氩气，以提高计数寿命？ 32. 试总结负电性气体对电离室、正比计数器以及G-M 计数管的影响。 33. β G-M 管能否探测γ射线？α G-M 管能否探测β射线。
第九章习题
1. 试计算24Na 的
2.76MevV γ射线在NaI(T1)单晶谱仪的输出脉冲幅度谱上，康普顿边缘与
单逃逸峰之间的相对位置。 2. 试详细分析上题中γ射线在闪烁体中可产生哪些次级过程。
3. 当入射粒子在蒽晶体内损失1MeV 能量时，产生20300个平均波长为447nm 的光子，
试计算蒽晶体的闪烁效率。
4. 假设NaI(T1)晶体的发光时间常数为230ns ，求一个闪烁事件发射其总光产额的99%需要多少时间？
5. 假设打拿极间的距离为12mm ，极间电位差是150V ，试求电子在二打拿极间的飞行时
间。
6. 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
γ射线谱的形状有何不同？
7. 当NaI(T1)晶体尺寸趋向极大时，单能γ射线的脉冲幅度谱中全能峰与康普顿坪之间的比
例将有什么变化？ 8. 试解释NaI(T1)闪烁探测器的能量分辨率优于BGO 闪烁探测器的原因，为何后者的探测
效率要更高一些？
9. 用NaI(T1)单晶γ谱仪测137Cs 的662keV γ射线，已知光的收集效率35.0=ph F ，光电子收
集效率1?c g ，光阴极的光电转换效率22.0=k Q ，NaI(T1)晶体相对于蒽晶体的相对发
光效率为230%。又知光电倍增管第一打拿极倍增因子251=δ，后面积各级的6=δ，并认为T v 及I v 均为4%，试计算闪烁谱仪的能量分辨率。
????
????
?
?-???? ??=ph ph
n I n n v ph
12σ这里的
第十章习题
1. 试计算粒子在硅中损失100keV 的能量所产生的电子－空穴对数的平均值与方差。
2. 试用图10-11的列线图查出在由1000Ω?cm 的N 型硅制成的P-N 结探测器中建立0.1mm
耗尽层深度所需要的偏压。
3. 当α粒子被准直得垂直于硅P-N 结探测器的表面时，241Am 刻度源的主要α射线峰的中
心位于多道分析器的461道。然后，改变几何条件使α粒子偏离法线35°角入射，此时看到峰漂移至449道。试求死层厚度（以α粒子能量损失表示）。 4. 厚度0.1mm 的全耗尽硅面垒探测器在很高的偏压下工作，足以使晶片内各处载流子速度
都达到饱和。试估计最大的电子收集时间及空穴及收集时间。
5. 计算金硅面垒探测器结电容，设其直径20mm ，cm 1000?Ω=ρ，V =100V 。
6. 本征区厚10mm 的平面Ge(Li)探测器工作在足以使载流子速度饱和的外加电压下，问所
加电压的近似值是多少？若任一脉冲的空穴或电子损失不超过0.1%，问载流子所必须具有的最短寿命是多少？
7. 设电荷收集是完全的、电子学噪声可忽略不计，求Ge(Li)探测器对137C s 0.662MeV γ射线
的期望能量分辨率（Ge 中法诺因子F ＝0.13，W 0＝2.96eV ）。 8. 一个同轴Ge(Li)探测器，其长度l ＝5cm ，外径b =5cm ，P 芯直径a =0.8cm ，请计算它的电容C 。
9. 试估计工作在2000V 的4mm 厚的Si(Li)探测器电荷收集时间的最大值。
第十二章习题
12-1 点α源放在mm 20φ的圆盘形探测器的中心轴线上，源到探测器外表面的垂直距离
为cm 10，忽略空气和探测器窗对α粒子的吸收，Bq 410的源能产生每分多少计数？探测器本征效率近于%100，探测器失效时间为越s 710-。
12-2 对一圆盘形探测器，其直径为cm 50，α圆盘源的直径为cm 20φ，并位于探测器的
中心轴线上，距离为cm 5。试求该装置的几何效率。 12-3 有一台低本底测量装置，测得本底计数率cpm n b 1=。设样品和本底的测量时间均为
min 100，试计算D C L L ,和Q L 。（置信度取%95，要求误差%10≤） 12-4 用γβ-符合装置测量Co 60的γβ-符合计数时，试分析真符合和偶然符合的各个来源。
12-5 计算Co 60γ射线能谱上光电峰、康普顿边界、反散射峰和碘逃逸峰的能量。
12-6 计算可记录全部次电子，但不记录任何次级γ射线的小尺寸()Tl NaI 闪烁探测器的
Cs 137
γ射线能谱时的峰总比。忽略晶体包装材料和韧致辐射的影响。
第十三章习题
13-1. 试计算SZJ-1型3BF 正比计数管的热中子灵敏度。已知B 10的浓度为96%，气压为40000Pa ，工作温度C 020，计数管有效尺寸为cm 203?Φ。
13-2. 在与上题相同条件下，分别计算3BF 正比计数管对中子能量为eV 1和KeV 1时的灵敏
度。
13-3. 有一直径为2cm 、质量厚度为280cm mg 的金箔，在热中子场中照射24小时，搁
置10分钟后开始测量，计数10分钟得净计数为400（已扣除本底）。并设次级带电粒子的探测效率为0.43，试求热中子注量率。
13-4. 计算由1MeV 的中子产生的反冲质子的动能，设反冲角为000090,45,10,0。 13-5. 试计算1eV ,1KeV 和1MeV 中子飞行1米所需时间。
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+→。
三、计算 1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求 （1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度； （2）该溶液的凝固点降低值； （3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107
1、计算H2 和O2分压各为1.00×10 4 Pa, 水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的△rGm，并判断反应自发进 行的方向。 2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa 时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分 压最少需多大？ △rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P （H2O）=1.24﹡107Pa。 装 订 线
在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C 下分解为NH3（g）与H2S（g）， 平衡时容器内的压力为66.6kPa 。 （1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS 固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。
4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V 求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。 答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V 5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3
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）
一 化学热力学基础 1-1 判断题 1、可逆的化学反应就是可逆过程。（×） 2、Q 和W 不是体系的性质，与过程有关，所以Q+W 也由过程决定。（×） 3、焓的定义式H=U+pV 是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过 程才有焓变。（×） 4、焓的增加量ΔH 等于该过程中体系从环境吸收的热量。（×） 5、一个绝热过程Q=0，但体系的ΔT 不一定为零。（√） 6、对于一个定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。 （√） 7、某理想气体从始态经定温和定容两个过程达终态，这两个过程Q 、 W 、ΔU 及ΔH 是相等的。（×） 8、任何物质的熵值是不可能为负值或零的。（×） 9、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。（×） 10、不可逆过程的熵变是不可求的。（×） 11、任意过程中的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。（×） 12、在孤立体系中，一自发过程由A B,但体系永远回不到原来状 态。（√） 13、绝热过程Q=0，而T Q dS δ=,所以dS=0。（×） 14、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性。（√）
15、绝热过程Q=0，而ΔH=Q ，因此ΔH=0。（×） 16、按克劳修斯不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。 （×） 17、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气（以水和水蒸气为体 系），该过程W>0，ΔU>0。（×） 18、体系经过一不可逆循环过程，其体S ?>0。（×） 19、对于气态物质，C p -C V =nR 。（×） 20、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板， 空气向真空膨胀，此时Q=0，所以ΔS=0。（×） 21、高温物体所含的热量比低温物体的多，因此热从高温物体自动流 向低温物体。（×） 22、处于两相平衡的1molH 2O （l ）和1molH 2O （g ），由于两相物质的 温度和压力相等，因此在相变过程中ΔU=0，ΔH=0。（×） 23、在标准压力下加热某物质，温度由T 1上升到T 2，则该物质吸收的 热量为?=2 1 T T p dT C Q ，在此条件下应存在ΔH=Q 的关系。（√） 24、带有绝热活塞（无摩擦、无质量）的一个绝热气缸装有理想气体， 内壁有电炉丝，将电阻丝通电后，气体慢慢膨胀。因为是一个恒压过 程Q p =ΔH ，又因为是绝热体系Q p =0，所以ΔH=0。（×） 25、体系从状态I 变化到状态Ⅱ，若ΔT=0，则Q=0，无热量交换。（×） 26、公式Vdp SdT dG +-=只适用于可逆过程。 （ × ） 27、某一体系达到平衡时，熵最大，自由能最小。
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（）？
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
物理化学期末考试试题(1)
《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第1页 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第2页 化学专业《物理化学》上册期末考试试卷（1）（时间120分钟） 一、单 项选择题（每小题2分，共30分） 1、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ） A 体系处于一定的状态，具有一定的内能 B 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C 状态发生变化，内能也一定跟着变化 D 对应于一个内能值，可以有多个状态 2、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ ） A Q > 0，W > 0，?U > 0 B Q = 0，W = 0，?U < 0 C Q = 0，W = 0，?U = 0 D Q < 0，W > 0，?U < 0 3、一种实际气体，其状态方程为PVm=RT+αP （α<0），该气体经节流膨胀后，温度将（ ） A 、升高 B 、下降 C 、不变 D 、不能确定 4、在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG 应为( ) A. ΔG < 0 B. ΔG > 0 C. ΔG =0 D. 不能确定 5、理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（ ） A 、ΔS 体＞0 ΔS 环＞0 B 、ΔS 体＜0 ΔS 环＜0 C 、ΔS 体＞0 ΔS 环＜0 D 、ΔS 体＞0 ΔS 环=0 6、下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否 无关（ ） (A ). S 、G 、F 、C V (B) U 、H 、P 、C V (C) G 、F 、H 、U (D) S 、U 、H 、G 7、在N 个独立可别粒子组成体系中，最可几分布的微观状态数t m 与配分函数q 之间的关系为 （ ） (A) t m = 1/N ! ·q N (B) t m = 1/N ! ·q N ·e U /kT (C) t m = q N ·e U /kT (D) t m = N ! q N ·e U /kT 8、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会（ ） A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、可能升高或降低 9、盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（ ） A 、天气太热 B 、很少下雨 C 、水分倒流 D 、肥料不足 10、在恒温密封容器中有A 、B 两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为c A 和c B (c A > c B )，放置足够长的时间后（ ） (A) A 杯盐的浓度降低，B 杯盐的浓度增加 ； (B) A 杯液体量减少，B 杯液体量增加 ； (C) A 杯盐的浓度增加，B 杯盐的浓度降低 ； (D) A 、B 两杯中盐的浓度会同时增大 。 11、298K 、101.325kPa 下，将50ml 与100ml 浓度均为1mol·dm -3 萘的苯溶液混合，混合液的化学势μ为：（ ） (A) μ = μ1 + μ2 ； (B) μ = μ1 + 2μ2 ； (C) μ = μ1 = μ2 ； (D) μ = ?μ1 + ?μ2 。 12、硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O （s ）、H 2SO 4·2H 2O （s ）、H 2SO 4·4H 2O （s ），在P θ 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种（ ） A 、1种 B 、2种 C 、3种 D 、4种 13、A 与B 可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A 与B 的体系 可以形成几种低共熔混合物（ ） A 、5种 B 、4种 C 、3种 D 、2种 14、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $＞K c (D) K p $ ＜K c 15、 一定温度下，一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为α，改变下列条件， 何者可使α增大？( ) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得 分 得分 得分 评卷人 复核人 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
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.
2012-2013学年度第一学期《物理化学》期末考试 复习阶段综合测试卷 〖复习建议与说明〗 1. 期末考试卷型：简答题和证明题；判断题；选择题；计算题。 2. 综合测试卷独立必须认真完成；有些内容作为考核要求。 一、思考题 1. Dalton 分压定律的适用条件是什么?Amagat 分体积定律的使用前提是什么? 2. 有一种气体的状态方程为 m pV RT bp =+ (b 为大于零的常数)，试分析这种气体与理想气体有何不同？将这种气体进行真空膨胀，气体的温度会不会下降? 3.气体的临界温度和临界压力是如何定义的? 4.当各种物质都处于临界点时，它们有哪些共同特性? 5.可逆热机的效率最高，在其他条件都相同的前提下，用可逆热机去牵引火车，能否使火车的速度加快? 6. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，这两种过程所做的功是否一样? 7. 在同温和同压下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应，(3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同? 8. 对处于绝热钢瓶中的气体，进行不可逆压缩，这过程的熵变一定大于零，这种说法对吗? 9. 四个热力学基本公式适用的条件是什么?是否一定要可逆过程? 10. 什么是化学势? 它与偏摩尔量有什么区别? 哪个状态函数既是偏摩尔量，由是化学势? 11.Raoult 定律和Henry 定律的表示式和适用条件分别是什么? 12. 什么是稀溶液的依数性? 稀溶液有哪些依数性?在室温下，物质的量浓度相同的蔗糖溶液与食盐水溶液的渗透压是否相等? 13.溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和，这样说对不对? 为什么? 14.二组分理想溶液的总蒸气压，一定大于任一组分的蒸气分压，这样说对不对? 为什么? 15. 液态物质混合时，若形成液态混合物，其混合性质的数学表达式分别是怎样的?
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
科目代码：876科目名称：核辐射物理学 第1页 共3页 南京航空航天大学 2018年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 科目代码: 876 满分: 150 分 科目名称: 核辐射物理学 注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、计算238U 的最后一个中子、最后一个质子及 的分离能（n S 、p S 、S ）的值，比较三者大小，可说明什么问题？【已知 237=45.389MeV U , 238=47.307MeV U , 1=8.071MeV n , 1=7.289MeV H , 4=2.425MeV He , 23490=40.612MeV Th ， 23791=47.64MeV Pa 】(本题10分) 二、实验发现铋（209Bi ）原子213/21/2D S 跃迁的光谱波长472.2nm ＝，由于超精细相互作用分裂成四条不同F 值的亚谱线。相邻能级的间距比是6:5:4 。求核的自旋I的值。 （本题20分） 三、已知24296Cm 的 衰变所放出的 粒子的最大动能为6112.9keV ，试求24296Cm 的 质量（以原子质量单位u 来表示）。（已知 23894 =46.161MeV Pu ， 4=2.425MeV He ，21u=931.5MeV/c ）。（本题20分） 四、根据下图，试计算：1）K 俘获放出的中微子能量E ;2）152Sm *的反冲速度（用光速c 为单位）；3）当152Sm *在沿运动方向发射光子时，反冲能量损失为多少？由于多普勒效应获得的能量补偿为多少？已知152m Eu 的K 层电子结合能为48keV 。（已知 15262=-74.761MeV Sm ， 15263=-72.884MeV Eu ）（本题 20分）
物理化学期末考试试题库 第一章热力学第一定律选择题、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（） (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D 2、关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B 、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。、涉及焓的下列说法中正确的是（） (A)
单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。、下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（） (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D 、与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。、dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（） (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D 、下列过程中, 系统内能变化不为零的是（） (A)
1 第一章热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔＨ＜ΔＵ。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C)封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔＵ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔＵ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔＵ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔＵ亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A)节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔＨ、ΔＵ、Q 、W 是否皆等于零？ 答：否。其中H 和U 为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔＨ＝0、ΔＵ＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒 温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。 1. 在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA ，pA ，VA 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的（）。 （A ）A A p V n RT （B ）B A B ()pV n n RT （C ）A A A p V n RT （D ）B B B p V n RT 答：（A ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（）。 （A ）压力大于C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
一化学热力学基础 1-1 判断题 1、可逆的化学反应就是可逆过程。（×） 2、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q+W也由过程决定。（×） 3、焓的定义式H=U+pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。（×） 4、焓的增加量ΔH等于该过程中体系从环境吸收的热量。（×） 5、一个绝热过程Q=0，但体系的ΔT不一定为零。（√） 6、对于一个定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。（√） 7、某理想气体从始态经定温和定容两个过程达终态，这两个过程Q、W、ΔU及ΔH是相等的。（×） 8、任何物质的熵值是不可能为负值或零的。（×） 9、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。（×） 10、不可逆过程的熵变是不可求的。（×） 11、任意过程中的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。（×） 12、在孤立体系中，一自发过程由A B,但体系永远回不到原来状态。（√）
13、绝热过程Q=0，而T Q dS δ=,所以dS=0。（×） 14、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性。 （√） 15、绝热过程Q=0，而ΔH=Q ，因此ΔH=0。（×） 16、按克劳修斯不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。 （×） 17、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气（以水和水蒸气为体 系），该过程W>0，ΔU>0。（×） 18、体系经过一不可逆循环过程，其体S ?>0。（×） 19、对于气态物质，C p -C V =nR 。（×） 20、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔 板，空气向真空膨胀，此时Q=0，所以ΔS=0。（×） 21、高温物体所含的热量比低温物体的多，因此热从高温物体自动 流向低温物体。（×） 22、处于两相平衡的1molH 2O （l ）和1molH 2O （g ），由于两相物 质的温度和压力相等，因此在相变过程中ΔU=0，ΔH=0。（×） 23、在标准压力下加热某物质，温度由T 1上升到T 2，则该物质吸收 的热量为?=2 1 T T p dT C Q ，在此条件下应存在ΔH=Q 的关系。（√） 24、带有绝热活塞（无摩擦、无质量）的一个绝热气缸装有理想气 体，内壁有电炉丝，将电阻丝通电后，气体慢慢膨胀。因为是一个 恒压过程Q p =ΔH ，又因为是绝热体系Q p =0，所以ΔH=0。（×） 25、体系从状态I 变化到状态Ⅱ，若ΔT=0，则Q=0，无热量交换。
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：
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
物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析)汇总 1 / 7 第一章 热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（ ） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（ ） (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH ＜ΔU 。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（ ） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（ ） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔU ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔU ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔU ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A) 节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔH 、ΔU 、Q 、W 是否皆等于零？ 答：否。其中H 和U 为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔH ＝0、ΔU ＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。 1. 在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA ， pA ，V A 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的（ ）。 （A ）A A p V n RT = （B ）B A B ()pV n n RT =+ （C ）A A A p V n RT = （D ）B B B p V n RT = 答：（A ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（ ）。 （A ）压力大于 C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于 m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。