核辐射测量原理 实验讲义
核工程技术实验教学中心
2012年11月
目录
实验1 放射性衰变涨落的统计规律 (1)
实验2 放射性核素的衰变规律及半衰期的测定 (8)
实验3 α射线在物质中的能量损失测量 (12)
实验4 X射线荧光定性定量分析测量 (18)
实验5 物质对γ射线的吸收及γ射线仪器谱测量 (23)
实验6 符合测量方法 (37)
实验1 放射性衰变涨落的统计规律
一、实验目的
1、验证放射性衰变的涨落性
2、了解统计误差的意义，掌握计算统计误差的方法
3、统计检验放射性衰变涨落的概率分布类型
4、学会用列表法和作图法表示实验结果
二、实验内容
1、相同实验条件下，多次重复测量某放射源的计数
2、相同测量条件下，重复测量装置的放射性本底（计数）
3、用列表法和作图法表示实验结果：列出频数、频率统计表和χ2检验表；作放射源和本底计数的频数、频率和累计频率曲线图
4、作χ2检验，确定放射源和本底计数的概率分布类型
三、仪器简介简介（FD3013为例）：
FD3013为便携式，操作方便、它适用于地质油矿普查、同位素放射源检测。也使用于如核电、医院、实验室及废旧钢材等放射性同位素场合的检测。
1、仪器工作原理：
γ射线经过外包壳后与探测器NaI（TI）晶体发生作用
产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大
量光子荧光（其有各向同性，光谱范围从可见光到紫外光），
在闪烁体周围包以反射物质，这样能使光子集中向光电倍增
管（由光阴极和若干个打拿极和一个阳极组成）。闪烁光子
经光电倍增管，由于光电效应会产生光电子，这些光电子受
极间电场加速和聚焦，打在第一个打拿极上，产生3～6个
二次电子，这些二次电子在以后的打拿极上发生同样的倍增
FD3013数字γ辐射仪过程，直到最后在阳极上可接收到104～109个电子。这些电子在阳极负载上形成电压脉冲，通过起阻抗匹配作用的射极跟随器，传送到电压甄别器进行脉冲幅度甄别，当脉冲幅度高于甄别阈40keV时会形成一个计数信号，触发后续计数电路计数（低于甄别阈40keV的脉冲不会引起计数）。
CPM测量：计数选通cpm计数支路（面版上转换按钮置于cpm档），进行64s的计数
测量。测量结束后，计数选通门关闭，给出8秒显示计数。显示结束后进行监测。
PPM测量：（面版上转换按钮置于ppm档）计数选通ppm计数支路，先进行1s的判
测计数。当计数在0～99时，自动选择16s档的测量时间；计数在100～199时，自动选择
4s档的测量时间；计数在200以上时，自动选择2s档的测量时间。计数清零后进行相应的
测量时间计数测量。测量结束，计数选通门关闭，通过后续电路时间归一后，给出8秒显示计数。显示结束后进行监测。
监测：CPM/PPM测量结束后，都进行监测状态，除前者以cps显示，后者以ppm显示外，工作方式均一样。在持续0.875s测量后，在屏幕上显示出来（持续1s到下一次显示为止）。这样周而复始进行测量。
报警方式分四种：读数报警、溢出报警、射线强度异常报警以及失效报警。
2、仪器的特点:
1 、重量轻、便携式、操作方便、稳定、功耗低
2 、量程宽、精度高、提供异常、显示、溢出和电池失效四种声响报警
3 、量程自动转换、读数归一为 ppmeU （等效铀含量） 3、仪器的技术指标：
1、探测器：NaI （TI ）晶体35 cm 3
2、能量阈：40keV
3、灵敏度：5cps/ppmeU
4、取样时间：1秒、2秒、4秒、16秒、64秒
5、显示：四位数字液晶显示、溢出点可扩大量程
6、精度：25－5000ppmeU ≤±5％
5000－10000ppmeU ≤±10％
10000－30000ppmeU ≤±10（需死时间修正）
7、声响阈：5－50ppmeU ，连续可调。响应时间小于0.5秒 8、工作温度：－10℃－＋50 ℃
9、供电：两节一号电池可连续工作40小时以上 10、外形尺寸和重量：725×76×236mm ；1.7kg 4、仪器的PPM 标定：
将仪器转换开关置于ppm 测量位置，在含量已知的铀镭平衡的纯铀饱和模型上作ppm 校准测量。若没有饱和模型，可借用饱和度大于50％的铀镭平衡的纯铀不饱和模型。此时不饱和模型的含量应为经饱和模型联测求得的视含量。
将仪器探头置于模型中心，启动测量，记下仪器给出的ppm 读数，取5次测量计数的平均值，若测量的计数与已知模型含量的ppm 值减仪器本底值（湖面上测得的ppm 值）不符时（对于不饱和模型，还要减去模型周位环境所造成的仪器计数值），旋转ppm 校准电位器旋钮，重新测量直至读数值和模型含量值吻合为止。
四、放射性衰变涨落的统计规律
放射性物质是由大量的放射性原子所组成。其中的原子核在什么时候、哪一个或哪几个核衰变是完全独立的、随机的，也是不可预测的，也就是说，放射性核衰变纯属偶然性的。核衰变现象是一种随机现象。因此，在完全相同的实验条件下（例如放射性源的半衰期足够长；在实验时间内可以认为其活度基本上没有变化；源与计数管的相对位置始终保持不变；每次测量的时间不变；测量时间足够精确，不会产生其他误差），重复测量放射源的计数，其值是不完全相同的，而是围绕某一个计数值上下涨落，涨落较大的情况只是极小的可能性。这种现象就是放射性核衰变的统计特性，它是微观粒子运动过程中的一种规律性现象，是放射性原子核衰变的随机性引起的，这种现象谓之放射性涨落。 1、核衰变的统计规律
放射性原子核的衰变过程是相互独立，彼此无关的，每个核什么时候衰变纯属偶然。但实验表明，对大量核而言，其衰变遵从指数规律e -λt 衰减，λ称为衰变常数，它与放射源的半衰期T 1/2之间满足关系：λ＝ln2/T 1/2。
对于随机现象最基本的统计规律是二项式分布。设在t ＝0时，放射性核总数为x 0，在t 时间内将有一部分核发生衰变，任何一个核在t 时间内衰变的概率为1－e -λt ，不衰变的概率为e -λt ，则在t 时间内有N 个核发生衰变的几率为:
()()()()000!1!!
x x x
t t x P x e e x x x λλ???=
?? （1-1） 实际使用时，二项式分布很不便于计算。由于对放射性原子核来说，总是一个很大的数
目，在这种情况下，二项式分布可以简化为泊松分布或正态分布（高斯分布）。 2. 泊松分布与正态分布
当x 0>>1，且测量时间t 远小于放射源的半衰期T 1/2，即λt<<1（例如x 0＞100，λt<0.01） 时，二项式分布可简化为泊松分布，即
P(x)= ()!
x x
x e
x ? (0﹤﹤20) (1-2)
当x >20时，泊松分布实际应用很不方便，这时可简化为正态分布（又叫高斯分布）：
P(x)=
2()212x x e σσπ
??
（ x ﹥20） (1-3)
式中，x ，σ—计数的平均值和均方差 x ——相等时间间隔内单次测量的计数
P(x)——计数为x 的概率
图1列出了x ＝10时泊松分布与正态分布的图形，可见它们已经很相近了。正态分布是
二项式分布的一种极限情况，它在核辐射测量中尤为重要，因为在大多数情况下都可采用 正态分布来分析计数的统计误差。
图1
x ＝10时泊松分布与正态分布
放射性衰变涨落服从泊松分布或正态分布是一客观规律。若辐射仪器能正确地反映出这个规律，说明仪器的性能良好，可使用于放射性测量工作。 3、 放射性测量中统计误差的表示
由于放射性衰变存在统计涨落，当我们在相同的条件下对衰变作重复测量时，测得的计数并不相同，而是在某个平均值x 附近形成一个分布曲线，这样的分布曲线当x 的值较小时是泊松分布，当x 的值较大时，泊松分布可以用正态分布来代替。通常把x 看作测量的最可几值，把涨落带来的误差称为统计误差，它的大小用标准误差来描述。当x 值较大时，由于
x 值出现在期望值附近的概率也较大，此时均方差σ=
≈落性大小，也即反映了核衰变的涨落性大小。x 的大小反映了核衰变的集中趋势。
为了得出统计分布平均数x ，严格说必须作无限多次的测量，这事实上是不可能的。实际测量中总是按一定的精度要求进行有限次测量。通常在作核衰变计数测量时，将一次测量
值x 称为标准误差，测量结果记为x ，其相对标准误差为：
x
x x ==+ (1-4)
相对标准误差直接反映出测量的精度，显然核衰变测量的统计误差决定于测量的总计数x 的大小，计数x 越大，测量的绝对误差越大而相对误差却越小，测量的精确度就越高。
计数测量的结果，经常要用计数率n （单位时间内计数）来表示，这样测量结果可以写成n
，相对标准误差为
。显然，测量时间越长，总计数越大，测量的精确度越高。
若在完全相同的条件下，重复m 次测量，每次测量时间t 相同，则平均计数为:
1
1m
i i x x m ?
==∑ (1-5)
标准误差为:
，测量结果可表示为x ?
，相对标准误差为
用计数率表示，则平均计数率为:
1
1m
i i n mt ?
==∑x (1-6)
测量结果表示为n ?
,
相对标准误差为。
显然，在单次测量中延长测量时间和在多次测量中增加测量次数，都可以提高测量精确度，当总计数相等时，其效果一样。一般在核幅射测量中，根据误差的要求，来确定一次测量所需用的时间或总计数。
五、实验步骤
1、按图放置好实验设备。
2、检查仪器，并置于正常工作状态，对于FD-3013型数字γ辐射仪置“cps ”档。对于RM-2030型数字γ辐射仪亦如此。
3、连续重复测量装置的本底计数（x ）100次以上。
4、连续测量γ放射源的计数（x ）100次以上。
六、数据处理
1、可疑值的取舍：
一组测量数据值中，某一可疑值（歪曲实验结果的值）的取舍，可应用基于正态分布理论的格拉斯方法加以判断。步骤如下：
①、 给定信度α，一般取5％，它是犯第一类错误的概率。
②、 计算T 值：k x x
T S
?
?= （k x 为代处理的可疑数据；11m k i x x m ?==∑为同批测量数据的
平均值；m
为测量数据的个数；S = ③、 可查下表1得到(),T m α，也可由下式计算得到。
()()()(28128,T m A B L )g m B Lg m B Lg m α=+?+?++?"
信度α A
B 1 B 2 B 3
B 4
B 5
B 6 B 7 B 8
0.05
0.52231 –4.22261 27.51536-54.160759.11521-38.944815.41916 -3.38469 0.3170260.01 2.183444 - 13.9126 48.03506
-73.2546
65.59159
-36.4566
12.3928 -2.36274 0.193661
④、 判断|T|max ：若|T|max ≥(),T m α，则被怀疑值k x 应舍弃，因舍弃之而犯第一类错误
的概率为α。若|T|max ﹤(),T m α，则在信度为α的条件下保留此数据k x 。 ⑤、 如舍弃k x 则将m 改成m-1从第二步重新计算，以致所有数据都应在信度为α的条
件下保留为止。
表一
m 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5％ 1.15 1.46 1.67 1.82 1.94 2.03 2.11 2.18 2.23 2.29 2.332.5％ 1.15 1.48 1.71 1.89 2.02 2.13 2.21 2.29 2.36 2.41 2.46信 度
α
1％ 1.15
1.49 1.75
1.94
2.10
2.22
2.32
2.41
2.48 2.55 2.61
m 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 5％ 2.37 2.41 2.44 2.47 2.50 2.53 2.56 2.58 2.60 2.62 2.642.5％ 2.15 2.55 2.59 2.62 2.65 2.68 2.71 2.73 2.76 2.78 2.80信 度
α
1％ 2.66
2.71 2.75
2.79
2.82
2.85
2.88
2.91
2.94 2.96 2.99
m 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 5％ 2.66 2.75 2.82 2.87 2.92 2.96 3.03 3.09 3.14 3.18 3.212.5％ 2.82 2.91 2.98 3.09 3.13 3.20 3.20 3.26 3.31 3.35 3.38信 度
α
1％
3.01
例如，测量天然本底数据100个如下表2所示：
表2
145 131 152 143 134 131 132 125 130114104130157133114 155 132 118114118149 118 112 161 113 140 137 129 110134120122119128140 127 130 119119104104 131 118 120 140 120 128 128 141136134131131133120 132 122 133125131120 118 135 139 131 118 129 137 113130141122108112128 118
98 134
125132141 121 126 158 133 131 131 174 142
125
124
130
138
144
115 132 119 148
136
136
计算得均值x ?
=128.93，S=12.9453。可得k x =174，|T|max =3.482﹥T =3.21。所以剔除数据()100,5%k x =174。剩下99个数据，计算得到x ?
=128.4747，S=12.180。得k x =161，|T|max =2.670﹤=3.20。所以所有数据都在信度为α=0.05的条件下。
(99,5%T )2、按数据处理要求，将计数N 分组、列表、制图。
⑴、分组：一般为5～10组；不大于15～20组；每组至少5个测量数据，通常采用等组距分组。组距(l)：
L=取整）分组数下界上界(m
?
式中：上界和下界分别为最大计数与最小计数，分组数m 是根据数据多少确定的，多时m 大些，少时m 小些。（上述数据分为7组，L=（161-98）/8＝9。） ⑵、列计数频数、累积频率分布直方图如下：
⑶、作实测计数k x 的频数、频率、累积频率曲线具体形式如下：
表3 实测频数、频率分布表
计数分组间隔
频数f i ﹡ 频率f i 累积频率F i 97.9～106.9 4 0.0404040.040404 106.9～115.9 10 0.10101 0.141414 115.9～124.9 21 0.2121210.353535 124.9～133.9 35 0.3535350.707071 133.9～142.9 19 0.1919190.89899 142.9～151.9 5 0.0505050.949495 151.9～161.0 5 0.050505
1
3、视曲线形状和特点，选择概率分布模型，作χ2检验。检验时计算表4的内容，并说明
假设检验结论极其物理意义。
对上述数据：判断是否符合正态分布。
1、 假设H 0：天然本底计数服从正态分布。
2、 计算统计量：平均值为：x ?
=128.4747，S=12.180。理论频数计算：
P i ＝P(i 分组上界值H i ，i 分组下界值L i )= P(i H x S ??)－P(i L x
S
?
?)＝P(97.9,106.9) =P(
106.9128.4747
12.180?)－P(97.9128.474712.180
?)＝P(-1.77)- P(-2.51)
= 0.0384-0.006=0.0324
其余计算结果如表4所示。
3、 227
2i i i i 11
i i (f -mP ) (f -mP ) 7.037mP mP L i i χ??=====∑∑
4、 在给定信度α＝0.05，查2
χ表得到。k 为计算理
论频率时用的参数个数，对泊松分布k ＝1，对正态分布k ＝2。
2
2
0.050.05(1)(4)9.488L k χχ??=
=5、 由于2
χ小于，所以肯定原假设H 0成立。（因为射线照射量率值的分布服从
正态分布，它是客观存在的，仪器的计数能正确反映这个客观规律，说明仪器工作
是正常的，合格的。）
2
0.05(4)χ
2．
使用均方误差公式
和
i x 、i x 分别为第i 组测量数据值及
其平均值）以及使用正态概率格纸作展直线，求出均方误差，并比较说明其差异原因。
＝11.335；
＝11.406；由于在累积频率分布中F i ＝0.5对应横坐
标为x ?
，在F i ＝0.683时对应为x ?
＋σ。在网格坐标纸上作累积频率分布图，从图中可以算出σ≈11.2。
3.说明N 的物理意义。
用单此测量的数据表示仪器测量的误差，表示方差仅仅是由统计涨落造成的，反映了核衰变的涨落大小。
表4
2χ检验表
表中，总频数：m=
1m
i
i f
?=?
∑
注意：资料整理中也可使用计算机完成。
七、思考题
1、什么叫放射性衰变涨落？它服从什么规律？如何检验？
2、σ的物理意义是什么？以单次测量值N 表示放射性测量结果时，为什么是N ，其物理意义是什么？
3、用单次测量结果与多次测量结果表示放射性测量结果时，哪一种方法的精确度高，为什么？
4、为什么使用放射性的概率分布可以检查辐射仪的性能？
5、对实验结果检查时，如何正确选择概率分布类型？
实验2 放射性核素的衰变规律及半衰期的测定
一、实验目的
1．掌握放射性核素半衰期的测定方法； 2．验证单个放射性核素的衰变规律。
二、实验内容
1．测量220Rn(Th 射气)和218Po(RaA)的衰变曲线；
2．用图解法及最小二乘拟合直线法，求出Th 射气和RaA 的半衰期。
三、实验原理
每种放射性核素都有确定的半衰期，利用和了解这一特征可以鉴别放射性核素，便于生产和科研正确使用放射性核素。
不同的放射性核素的半衰期T 1/2差别很大，自然界中从1010年到10-9s 及以下量级的半衰期都存在。半衰期长短不同测量方法也不同。对极短的半衰期（﹤10-9s ）的测量，需要采用核能级寿命测量；对半衰期在10-4s 到1s 范围的核素，采用电子学延迟符合方法；对半衰期在10年以上的核素，采用比放射性活度法及测定子核法等；对半衰期在数秒到几十小时范围的核素，采用衰减跟踪法，测量探测器计数率随时间的变化，即利用单一放射性核素衰变呈负指数规律，直接测N t 的方法求出T 1/2。
单一放射性核素衰变呈负指数规律，其产生的仪器计数率随时间t 的变化也呈指数减少。数学表达式为：
（3-1）
t
t e
N N λ??=0式中： N t 、N 0－在时间t 及测量开始时（t=0）放射性核素的核子数；λ－衰变常数，表示
单位时间内该种原子核的衰变几率；t －衰变时间。
图3-1 实测220Rn(Th 射气)的衰变曲线 图3-2 实测218Po(RaA)的衰变曲线
当其衰减一半时，对上式取自然对数则可求出：λ=
2
/12
ln T （3-2） 由此即可求得T 1/2（处于某一特定能态的放射性原子核的数目或活度衰减到原来大小的一半所需的时间），且λ=1/τ（τ为处于某一特定能态的一定放射性核素平均生存的时间）。
自然界存在的射气有三种：
1、 222Rn ：铀系（起始元素为238U ，半衰期为4.47×109年）衰变字体，半衰期为3.825
天。第一代子体为RaA ，半衰期为3.05min 。
2、 220Rn ：钍系（起始元素为232Th ，
半衰期为1.4×1010年）衰变字体，半衰期为54.5s 。 3、 219Rn ：锕系（起始元素为235U ，半衰期为7.04×108年）衰变字体，半衰期为3.96s 。 本实验采用直接测N t 的方法测量Th 射气及RaA 的半衰期。用232Th 密封源测量220Rn （Th 射气），因为232Th 的半衰期很长，可以认为与其全部子体成放射性系列平衡。但只有220
Rn 为气体，其余子体均被周围材料吸附或者沉降下来。通过鼓气泵鼓气，将220Rn 鼓入
FD-125中的ZnS （Ag ）
（发光效率极高，对重带电粒子阻止本领很大。对γ射线极不灵敏，所以很适宜在β、γ本底场中用幅度甄别方法测量重带电粒子α、p 等。缺点是ZnS 为半透明的，因此不能用来测量α能量，只能作α强度测量。发光衰减时间为0.2μs ）中，等到计数稳定，认为此时仪器中探测
腔Th 射气浓度与其子体达到平衡且充满整个气腔。由于第一代子体为216Po （ThA ）
，其半衰期很短，只有0.15s ，所以有多少个220Rn 衰减就有多少个216Po 衰减。而第二代子体212Pb （ThB ）为β衰变体，对仪器计数没有影响；且它的半衰期为10.64小时，在测量过程中所产生α衰变子体212Bi 、212Po 的量很小，对仪器计数的影响也很小，可忽略不计。所以通过测量的计数除于2就是测量时间内220Rn 衰变核个数，而我们不可能能记录到某一时刻衰变核的个数，所以采用等间隔时间（通常越小越趋近于理论清况，但是由于统计涨落的影响，我们一般视衰变核个数及半衰期的大小—衰变速率来选取间隔时间）记录仪器计数的方法来测量一定时间衰变核的个数。最后通过图解法及最小二乘法拟合得到220Rn 的半衰期。
采用液体镭源测量218Po(RaA)的衰变曲线，由于Ra 的半衰期为1602年，而其子体的半衰期最长的RaD 也只有22.3年，所以在放置一段时间可认为其与子体成放射性平衡。通过FD-3017型RaA 测氡仪（采用金硅面垒探测器--主要用于测量α粒子和质子的能量，通过测量RaA 来测量其母体222Rn ）抽筒将衰变出的气体吸入气腔中，用-650V 左右的高压将其衰变子体RaA 收集到特制的铝片上。由于RaA 为α、β衰变体，但只有0.0031%的几率发生β衰变成218At ，218
At 只有0.1%的几率发生β衰变成218Rn ，所以β衰变对测量产生的影响很小可以忽略。218
At 、218Rn 绝大部分快速发生α衰变正好可以弥补RaA 发生β衰变造成的计数损失。衰变链中主要的辐射子体RaB （214Pb ）半衰期为26.8min 远大于RaA 的半衰期，且只发生β衰
变成RaC （214Bi ）
，RaC 只有0.04%的几率发生α衰变成210Ti ，绝大部分还是发生β衰变成RaC ＇(214Po ）
，其半衰期均为19.7min 。所以对短时间测量的影响很小。仪器的近数主要是由于RaA 的α射线所引起的。在等间隔时间内仪器的计数表示此时间间隔内RaA 核衰变的个数。通过图解法及最小二乘法拟合得到218Po(RaA)的半衰期。
下面介绍两种求半衰期的方法：
1、最小二乘法拟合指数函数求半衰期：在设定的点集X={(t i ，N i )|i=1,…,m}，求3-1式指数函数的系数拟合公式为：
20111011()()
()()
m m m
i i i i i i m m
i i i i t t Ln N t Ln N t m Ln N Ln N λλ=====?????
??+?=???????????
??????+?=??????
∑∑∑∑∑i （3-3） 根据上式求出衰变常数λ，再代入（3-2）式中求出半衰期。通过计算机拟合N i -t 的关
系曲线如图3-1、3-2所示；Ln(N i )-t 的关系曲线如图3-3、3-4所示，曲线的斜率即为衰变常数λ。
2、图解法：由（3-1）及（3-2）式可知：
1
2
n 200t L T t t N N e N e
λ??
?=?=? （3-4）
对上式两边取对数得：
图3-3 实测220Rn(Th 射气)的对数衰变曲线 图3-4 实测218Po(RaA)的对数衰变曲线
001
2
n 2
()()()t t L Ln N Ln N t Ln N T λ?=?=?
（3-5） 由此可知，计数率的对数值与时间成线形关系。将（3-5）式改写成：
01
2
()n 2t Ln N N t
k L T == （3-6）
上式说明，当某一核素的计数降至它的1/2、1/4、…、1/2k 时，所经历的时间t 除于k ，即
是该核素的半衰期T 1/2，这就是图解法求T 1/2的理论依据。
在此可通过计算机拟合k-t 曲线（如图3-5、3-6所示），曲线的斜率即为该被测核素的半衰期T 1/2。
图3-5 实测220Rn(Th 射气)的k-t 拟合曲线 图3-6 实测218Po(RaA)的k-t 拟合曲线
四、实验设备
1．FH-463型定标器一台、FD-125氡钍分析器一台； 2．FD-3017RaA 测氡仪一台；
3．钍射气源一个、液体镭源一个； 4．真空泵一台，玻璃干燥剂一个； 5．止气夹、玻璃管若干；
五、实验步骤
1、Th 射气半衰期的测定： 1）、检查FD-125氡钍分析器和FH-463型定标器的工作状态，检查其自检与工作两种状态，使其处于正常状态。其体方法：打开电源，加上高压并将仪器复位。将仪器时间设定为ns ，即k=n 、n=0。将“半自动”及“256”（或“32768”）按钮按下，再按“计数”按钮。显示
计数等于256n（或32768n）说明仪器工作正常；
2）、按实验装置要求连接实验装置（见课本160页），并测量仪器本底（先将仪器时间设定为8s，即k=8、n=0。按下“负”按钮，再按“计数”按钮计数。）；
3）、打开止气夹，均匀鼓动双连球将Th射气送入闪烁室，待Th射气均匀的布满闪烁时开始读数（即读数趋于稳定时）。注意：读数一开始即停止鼓气，直接读数，并将结果记录与下表。
时间t＇秒0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 换算时间t 0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104
实际读数
4、RaA半衰期的测定：
1)首先检查FD-3017仪器，使其处于正常工作状态；
2)按实验要求连接实验装置（见课本159页），注意切勿将液体镭源的进气、出气口接反；
3)将取样片光面朝下装入抽筒中；
4)将定时拨至0.5分，高压定时拨至2分；
5)提拉抽筒最高至1.5升（40秒内）；
6)待高压报警后，在15秒内将取样片从抽筒中取出，光面朝上的放入测量盒内，等待测
量读数，读数结果按下表记录。
时间t 0.5 1 1.5 2 2.5 3 …
读数N
lnN
六、实验报告编写
1．根据上述方法测得表中数据作图拟合公式（3-1），求出Th射气和RaA的半衰期，并计算与真实值的标准差？
原始测量数据表存于计算EXCEL表表3中。经计算机拟合Th射气的N i-t的关系曲线如图3-1所示；
拟合RaA的N i-t关系曲线如图3-2所示，拟合公式为：y Th射气=196.74e-0.0128x；y RaA=241.33e-0.2139x。代入（3-2）式中得：Th射气的半衰期：T1/2=ln2/0.0128=54.152s；RaA的半衰期：T1/2=ln2/0.3139=3.241s。
标准差：ηTh射气=（54.5-54.152）/54.5=0.64%；ηRaA=（3.05-3.241）/3.05=-6.26%。
2．将t与lnN成对数据输入计算机内，用最小二乘法拟合法拟合直线求出Th射气和RaA 的半衰期，并计算与真实值的标准差？
经计算机拟合Th射气的Ln(N i)-t的关系曲线如图3-3所示；拟合RaA的Ln(N i)-t关系曲线如图3-4所示，拟合公式为：y Th射气= 0.128x+5.2819；y RaA= -0.2139x+5.4861。代入（3-2）式中得：Th射气的半衰期：T1/2=ln2/0.0128=54.152s；RaA的半衰期：T1/2=ln2/0.3139=3.241s。
标准差：ηTh射气=（54.5-54.152）/54.5=0.64%；ηRaA=（3.05-3.241）/3.05=-6.26%。
3．用图解法通过计算机拟合k-t曲线，求出Th射气和RaA的半衰期，并计算与真实值的标准差？
经计算机拟合Th射气的k-t的关系曲线如图3-5所示；拟合RaA的k-t关系曲线如图3-6所示，拟合公式为：y Th射气= 51.408x；y RaA=3.3993x。代入（3-2）式中得：Th射气的半衰期：T1/2=51.408s；RaA的半衰期：T1/2=3.3993m。
标准差：ηTh射气=（54.5-51.408）/54.5=5.7%；ηRaA=（3.05-3.3993）/3.05=-11.45%。
注：三种拟合曲线均需要附在实验报告纸上。
七、思考题
1．比较三种方法求出的半衰期值，说明其产生差异的原因。
2．分析产生测量误差的原因？
3．假设分析一水井中元素得知含氡，并不知道是不是含有222Rn，请问如何确定水井中是否含有222Rn？
实验3 α射线在物质中的能量损失测量
一、实验目的
1．熟悉使用α探测器；
2．掌握α能谱的分析原理。
二、实验内容
1．测量241Am α源在α探测器中的谱型；
2．通过对标准源如（241Am源）的刻度，可测量样品α能量，从而判断α放射性核素；3．测量241Am α源通过物质时的行为并利用α能损计算物质的厚度；
4．测量空气中α放射性。
三、实验原理
重原子核进行α衰变放出的α粒子是高速的氦原子核，质量数为4，带2个正电荷，其初速度约为1～2×109cm/s范围内。
由于α粒子在空气中的射程很短（在T=15℃，P=1大气压时，天然放射性核素衰变产生的α粒子，射程最大为Thc’(212Po) 为8.62cm，能量最小232Th为2.5cm），所以测量室应采用真空室，如上图1所示，采用真空泵将测量室抽成真空，这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量（近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空）。
α粒子在探测器中因电离、激发（由于α粒子的质量很大，所以与物质的散射作用很不明显。α粒子在空气中的径迹是一条直线，这种直线很容易在威尔逊云室中看到。）等效应而产生电流脉冲，其幅度与α粒子能量成正比。电流信号经前置放大器、主放大器放大，出来的电信号通过多道分析器进行数据采集，最后通过计算机采集并显示其仪器谱（实验用α谱仪硬件连接及内部结构框图如图1所示）。仪器谱以α粒子的能量（即脉冲幅度）为横坐标，某个能量段内α粒子数（或计数率）为纵坐标，即可计算样品中各单个核素发射的α粒子的能量与活度。理论上，单能α粒子谱是线状谱，应是位于相应能量点处垂直于横坐标轴的单一直线，但由于α粒子入射方向、空气吸收、样品源自吸收的差异和低能粒子的叠加等原因，实际测得的是具有一定宽度的单个峰，其峰顶位置相应于α粒子的能量，谱线以下的面积为相应能量的α粒子的总计数率，峰的半高宽与峰顶能量比值的百分数则为α谱仪的能量分辨率。
图1 α谱仪硬件连接及内部结构框图
但电信号经放大器放大之后，由于电路中寄生电容、电感的作用，电脉冲信号结束之后，输出端并不立即回到零点位。电感性的寄生参量造成脉冲反冲，需要经过一段时间才能
回到0电位，在更严重的情况下，甚至产生自激。电容性的寄生参量同样使电路需要经过一段时间才能回到0电位。虽然可以采用基线恢复或极零补偿等方式使输出端电位立即恢复，但是还达不到理想状态。要是在恢复时间内又有第二个脉冲输入，其脉冲幅度将明显受到影响，在低能端形成拖尾。如果电路中存在电容性的寄生参量，将高能端将产生拖尾。 在计数率较高时，若两个射线粒子（光子）几乎同时入射，探测器和电路的时间分辨能力不足以区分开而作为一个射线来记录，所得的脉冲能量为两个射线粒子（光子）的能量之和，从而在射线谱中得到一个能量很高的谱峰—和峰。
天然放射性物质进行α衰变放出的α粒子的能量在4～8MeV 之间（能量最大Thc’(212Po)
为8.785MeV ，能量最小232Th 为3.993MeV ）
，核反应截面很小，产生卢瑟福散射的几率也很小，主要是与核外电子的相互作用。α粒子与电子碰撞，将使原子电离、激发而损失能量。α粒子的质量比电子大得多，当它通过吸收体时，需经过多次碰撞才损失较多的能量（因为在一次碰撞中，质量为M 、能量为E 的带电粒子，转移给电子（质量为m ）的最大能量约
为4EmM/(M+m)2）
。碰撞过程中，α粒子的运动方向基本不变化，通过物质的射程接近直线。带电粒子在吸收体内单位长度上的能量损失，称为线阻止本领S ：
S=dE
dx
?
（4-1） 它的单位为erg/cm （尔格每厘米，1erg/cm=10-5J/m ）。把S 除以吸收体单位体积内的原子数
N ，称为阻止截面，用∑e 表示（单位为eV/1015ATOM ·cm -2）
： e dE
N dx
∑=?
? （4-2） 对于非相对论α粒子(v ≤c)，线阻止本领可用下式表示：
2402042z e NZ m m dE Ln dx
I
πνν?= （4-3）
（4-3）中：z—为入射粒子的电荷数；Z—为吸收体的原子序数；e—为电子的电荷；v—为入射粒子的速度；N—为单位体积内的原子数，I—为吸收体中原子的平均激发能。且式中对数项随能量的变化是缓慢的，因此上式可近似表示为：
dE dx E
?
=
常数
（4-4） 当能量为E 1的带电粒子，穿过厚度为x △的薄吸收体后，其能量变为E 2，这一能量变
化可以用下式表示（根据倒数来的）：
12dE E E E x dx ??
Δ=?=??Δ????平均
（4-5）
其中dE dx ??
??
?
??平均
是粒子能量在12E E +2处的线阻止本领。假设测定α粒子在通过薄铝箔后的能量变化△E ，则可利用上式计算出薄铝箔的厚度x △：
E
x dE dx ΔΔ=
???????平均
（4-6）
当α粒子能量损失比较少时，（4-6）式中的阻止本领可以用入射能量为E 1时的值；当铝箔比较厚时，α粒子能量在穿过铝箔后有很大变化，这时必须考虑阻止本领随能量的变化，那么（4-6）式应表示为：
2
1
E E E
x dE dx δΔ=???????∑
E
（4-7）
上式中E δ可取10KeV ，在此范围内，S 可看作常量。
对于能量在1KeV ～10MeV 之间的4He 在铝中的阻止截面，用一组实验数据通过曲线拟合得到的经验公式为：
35412354121/1000/100010001/1000/10001000e A A A A EA Ln E E E A A E A A EA Ln E E ???
?+
+????????∑=
?
?++
+????
（4-8） 式中A 1、A 2、A 3、A 4、A 5为常数，见表1。4He 离子的能量E 单位为KeV ，得到的∑e 单位为eV/1015ATOM ·cm -2。对于化合物，它的阻止本领可由化合物的各组成成份的阻止本领
dE dx ??????i
相加得到，则： 1i i i
c
dE dE Y A dx A dx ??
??
?=??
??????∑c i （4-9）
单位为KeV/μgcm -2。式中分别Y i 、A i 分别为化合物分子中第i 种原子的数目、原子量， A c
（等于
）是化合物的分子量。
i i
i
Y A ∑表1 低能4He 离子阻止截面的系数（固体）
靶 H[1] C[6] O[8] Al[13] Ni[28] C u[29] Ag[47] Au[79] A 1 0.9661 4.232 1.766 2.5
4.652 3.114
5.6
3.223 A 2、 0.4126 0.3877 0.5261 0.625 0.4571 0.5236 0.49
0.5883
A 3 6.92 22.99 37.11 45.7 80.73 76.67 130 232.7 A 4 8.831 35 15.24 0.1 22 7.62 10 2.954 A 5
2.582 7.993 2.804 4.359 4.952 6.385 2.844 1.05
利用已知的阻止截面值，通过对α粒子在薄铝箔中的能量损失值的测量，可以实现快速、
无损测定薄铝箔的厚度。
四、实验器材
1． 241Am α源1个、铝箔一张；
2． ORTEC α探测器及LY326型离子喷涂式测氡仪各一台； 3． 真空泵一台；
4． PC 机5台、TP-LINK 普瑞尔KE-2029 PCI 网卡3块、同轴电缆线若干。
五、实验步骤
1、打开8路α谱仪，开启PC 机，点击“开始”→“所有程序”→“AlphaVision 5.1” →“Config ”。当显示“Configure Instruments Version 6.00”菜单，出现 8 inputs found on 2 systems 后，点击“开始”→“所有程序”→“AlphaVision 5.1” →“AlphaVision 5.1”，进入AlphaVision Login 对话框，输入Username 为ORTEC ，Password 为小写o ，点击“OK ”按钮，进入AlphaVision
对话框。可以看到下面方格中有四个道，分别指向1、2、3、4测量道，要测量时在已选好的道的方格中指向它，点击右键，选择MCB View即可进入Maestro-octe-200 Input 1/2/…测量窗口。
2、测量仪器本底计数：
2.1 将仪器面板上测量室真空阀打到PUMP位置。
2.2 在测量窗口菜单中选择“Acquire”→“MCB Properties”，出现“Properties”对话框。点击“presets”，修改“live time”（测量活时间）为900s；点击“status”，打开真空泵；当“vacuum”中显示真空度小于20mT时，点击“High V oltage”，点击按钮“ON”加高压，电压为50V，待电流稳定后（一般小于10nA），关闭“Properties”对话框。
2.3 点击“Acquire”→“Clear”，清除缓存中每个道的计数。
2.4 .点击“Acquire”→“Start”，开始测量。
2.5 待测量时间到,保存谱线。
3、测量241Amα源谱线：
3.1 在测量窗口菜单中选择“Acquire”→“MCB Properties”出现“Properties”对话框。点击“High V oltage”，点击按钮“OFF”卸掉高压，待电压为0V时，关闭“Properties”对话框。
3.2 打开测量室真空阀，将241Am α源放在测量托盘上并对准，记下托盘卡口位置，将仪器面板上测量室真空阀打到PUMP位置。
3.3 其余同2.2～2.5。
3.4 测量结束后，进行能量刻度：先清除上一次能量刻度值：点击“calculate”→“calibrate”，打开菜单后，点击“destroy calibrate”按钮；再进行能量刻度：将光标放在已知标准源能量特征峰的峰位（如果用放射源含有多个峰，不能确定其峰位，应先用单能射线源预刻度后确定），点击“calculate”→“calibrate”，输入其能量值，点击“OK”按钮即可（注意：当只有一个特征峰时，软件将（0，0）点做为另外一刻度点（因为只有两点，才能确定一条直线））；如果有多个刻度特征峰时，只要将光标放在已知标准源能量特征峰的峰位上，点击“calculate”→“calibrate”，输入其能量值，点击“OK”按钮即可，有多少个，重复多少次即可（此时软件不再将（0，0）点做为刻度点）。
4、测量有铝箔覆盖的241Amα源谱线：
4.1 同3.1。
4.2 打开测量室真空阀，将有铝箔覆盖的241Am α源放在测量托盘上并对准，托盘卡口位置应与测量241Amα源谱线时一致（因为测量室并非绝对真空，放射源发生α衰变放出的α粒子在与探头发生相互作用前，与测量室内的剩余气体分子必定会发生电离、激发等使得探测到的α粒子的能量比真实值要小。如果两次测量位置不一样，从而导致减小值不一样，对后续计算铝箔厚度带来更大的误差。），将仪器面板上测量室真空阀打到PUMP位置。
4.3 其余同2.2～2.5。
5、测量空气中α放射性核素产生的能谱：
5.1 打开LY326离子喷涂式测氡仪电源按钮；选择“浓度测量”，用“F”键选择“手动测量”，设置抽气时间为“50.0min”；按“启动”开始抽气收集空气中α放射性核素。
5.2 在测量窗口菜单中选择“Acquire”→“MCB Properties”出现“Properties”对话框。点击“High V oltage”，点击按钮“OFF”卸掉高压，待电压为0V时，关闭“Properties”对话框。
5.3 打开测量室真空阀，将LY326离子喷涂式测氡仪收集片放在测量托盘上并对准，将仪器面板上测量室真空阀打到PUMP位置。
5.4 其余同2.2～2.5。
5.5 在测量窗口菜单中选择“Acquire”→“MCB Properties”出现“Properties”
对话框。点击“High V oltage”，点击按钮“OFF”卸掉高压，待电压为0V时，关闭“Properties”对话框；关闭真空泵。
六、编写实验报告
1．画出能量刻度曲线，并计算铝箔的厚度。
2．说明通过α能谱测出的空气中α放射性核素为哪几种物质？能否通过其能谱计算出空气中222Rn与Th射气的浓度比值？若能，试计算出，若不能，说明原因。（RaC’(214Po)，7.687MeV；ThC（213Bi），6.051 MeV；ThC’（212Po），8.785 MeV）
图2 能量刻度：能量=0.005×道址图3 241Am α源有无通过铝箔仪器谱
单位体积内的铝箔原子数
23
22
6.02310 2.798
6.241610
27
N
N
A
ρ××
===× ATOM·cm-3
由4-8式查表1可计算出铝箔的阻止截面
e
∑=0.0081105 eV/1015ATOM·cm-2
根据测量241Am α源在真空中的谱线，进行能量刻度得：能量=0.005×道址。已知在真空中测量241Am α源峰位为1104道，有铝箔时测量241Am α源峰位为933道，所以-dE=0.855MeV。
代入4-2式中得：
5
2215
8.5510
16.89
6.2416100.0081105/10
e
dE
dx cm m N
μ?×
===
?∑××
所以，误差为：
2016.89
15.55%
20
η
?
==
误差原因：1、能量刻度源少，造成能损dE计算不准确；
2、由于测量环境条件变化，造成谱线漂移，使得对dE计算不准确；
3、由于测量环境不可能是绝对真空，在不同时刻测量，真空度不一样导致空气
对α粒子能量造成的损失不一样；
4、铝源箔与之间密封性不好，存在空气，α粒子在与空气中O 2、N 2等物质作用，
产生能量损失，导致计算时的初始能量值发生变化；
5、精密计算应用积分方法，即公式4-7。而且用多层铝箔来阻止α计算多层铝
箔的厚度，从而求出单层铝箔的厚度；
在这我们利用中间能量代理初始能量（公式4-5）计算，得到：铝箔的阻止截面
=0.0075661 eV/1015ATOM ·cm -2；代入4-2式中得：
e ∑5
2215
8.551018.1056.2416100.0075661/10e dE dx cm m N μ?×===?∑××
误差2018.105
9.475%20
η?=
=
……
七、思考题
1．α能谱测量为什么最好在真空中进行？
2．图3中两谱峰面积相等，但谱线被展宽，为什么？
实验4 X射线荧光定性定量分析测量
一、实验目的
1．了解能谱X射线荧光定性、定量分析元素的原理；
2．了解Χ射线荧光谱仪的探头结构，激发源、射线、特征Χ射线光路形成；
3．学会使用Χ射线荧光谱仪；
4．认识和测量Χ射线荧光谱。
二、实验内容
1．Χ射线荧光谱仪的探头结构认识；
2．Χ射线荧光谱仪的使用方法；
3．测Χ射线荧光谱。
4．通过测量一组已知含量的样品，分析待测样品的含量。
三、实验原理
1. X射线产生及测量原理
X射线既有光的特性，也有粒子的特性。通过光的特性研究X射线的光谱的方法称为波长色散X射线荧光技术，通过粒子的特性研究X射线的能谱的方法称为能谱色散X射线荧光技术。相应的探测谱仪有波长色散型X射线荧光光谱仪(WDXRFS)和能量色散型X射线荧光光谱仪(EDXRFS)，且两者用于检测的基本原理大致相同，只是由于其结构不同而各有所长。WDXRFS结构复杂，体积大，测定精度、准确度、灵敏度高，但仪器价格昂贵，运行费用大，且样品室在谱仪柜内，一般不能检测直径大于45mm以上的样品；而EDXRFS 由于使用了放射性同位素激发源(或低功率小体积X光管) 以及直接用能量分辨探测器和多道脉冲幅度分析器检测待分析元素的X荧光强度，仪器结构简单，体积小，价格便宜，操作简便，运行费用低，而其样品室可敞开设置在机柜外，便于测定大件样品。
当放射性同位素源或Χ射线发生器(Χ射线管)放出的能量高于原子内层电子结合能的
高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为 10-14～10-12s，然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态，这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应（次级光电效应或无辐射效应）。所逐出的次级光电子称为俄歇电子。
当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生X 射线荧光。它的能量是特征的，与入射高能X射线的能量无关，但总比入射高能X 射线的能量要小，其能量等于两能级之间的能量差，称之为特征Χ射线。因此，X射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。K层电子被逐出后，其空穴可以被外层中任一电子所填充，从而可产生一系列的谱线，称为K系谱线。由L层跃迁到K层辐射的X 射线叫Kα射线，L层有3个子壳层，允许跃迁使Kα系有2条谱线Kα1和Kα2；由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线，M层有5个子壳层, 允许跃迁使Kβ系有3条谱线Kβ1、Kβ2、Kβ3……如果入射的X 射线使某元素的L层电子激发成光电子后，其空穴被外层中任一电子所填充，同样可以产生L系辐射……
X荧光分析中激发X射线的方式一般为：①、用质子、A粒子等离子激发；②、用电子激发；③、用X射线或低能γ射线激发。
用质子激发特征X射线的分析技术(常记为PIXE)是几种激发方式中分析灵敏度最高的，
一、名词解释（每名词3分，共24分） 半衰期：放射性核素数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值。 放射性活度：表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。A＝ｄN/dt。 射气系数：在某一时间间隔内，岩石或矿石析出的射气量N1与同一时间间隔内该岩石或矿石中由衰变产生的全部射气量N2的比值，即η*= N1/N2×100%。 原子核基态：处于最低能量状态的原子核，这种核的能级状态叫基态。 核衰变：放射性核素的原子核自发的从一个核素的原子核变成另一种核素的原子核，并伴随放出射线的现象。 α衰变：放射性核素的原子核自发的放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程成为α衰变 衰变率：放射性核素单位时间内衰变的几率。 轨道电子俘获：原子核俘获了一个轨道电子，使原子核内的质子转变成中子并放出中微子的过程。 衰变常数：衰变常数是描述放射性核素衰变速度的物理量，指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率。线衰减系数：射线在物质中穿行单位距离时被吸收的几率。 质量衰减系数：射线穿过单位质量介质时被吸收的几率或衰减的强度，也是线衰减系数除以密度。 铀镭平衡常数：表示矿（岩）石中铀镭质量比值与平衡状态时铀镭质量比值之比。 吸收剂量：电力辐射授予某一点处单位质量物质的能量的期望值。D=dE/dm，吸收剂量单位为戈瑞（Gy）。 平均电离能：在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。 碰撞阻止本领：带电粒子通过物质时，在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量。 核素:具有特定质量数，原子序数和核能态，而且其平均寿命长的足以已被观察的一类原子 粒子注量：进入单位立体球截面积的粒子数目。 粒子注量率：表示在单位时间内粒子注量的增量 能注量：在空间某一点处，射入以该点为中心的小球体内的所有的粒子能量总和除以该球的截面积 能注量率：单位时间内进入单位立体球截面积的粒子能量总和 比释动能：不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释放出的全部带电粒子的初始动能总和 剂量当量：某点处的吸收剂量与辐射权重因子加权求和 同位素:具有相同的原子序数，但质量数不同，亦即中子数不同的一组核素 照射量：X=dq/dm，以X射线或γ射线产出电离本领而做出的一种量度 照射量率：单位质量单位时间内γ射线在空间一体积元中产生的电荷。 剂量当量指数：全身均匀照射的年剂量的极限值 同质异能素：具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素 平均寿命：放射性原子核平均生存的时间.与衰变常熟互为倒数。 电离能量损耗率：带电粒子通过物质时，所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量 平衡含量铀：达到放射性平衡时的铀含量 分辨时间: 两个相邻脉冲之间最短时间间隔 康普顿边:发生康普顿散射时，当康普顿散射角为一百八十度时所形成的边 康普顿坪：当康普顿散射角为零到一百八十度时所形成的平台 累计效应:指y光子在介质中通过多次相互作用所引起的y光子能量吸收 边缘效应: 次级电子产生靠近晶体边缘，他可能益处晶体以致部分动能损失在晶体外，所引起的脉冲幅度减小 和峰效应: 两哥y光子同时被探测器晶体吸收产生幅度更大的脉冲，其对应能量为两个光子能量之和 双逃逸峰：指两个湮没光子不再进行相互作用就从探测器逃出去 响应函数: 探测器输出的脉冲幅度与入射γ射线能量之间的关系的数学表达式 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 探测效率：表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲1. 峰总比:全能峰的脉冲数与全谱下的脉冲数之比 峰康比:全能峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比
微机原理软件实验 实验1 两个多位十进制数相加的实验 实验容：将两个多位十进制数相加，要求加数和被加数均以ASCII码形式各自顺序存放以DATA1和DATA2为首的5个存单元中（低位在前），结果送回DATA1处。完整代码如下： DATAS SEGMENT ;此处输入数据段代码 STRING1 DB'input the first number:','$' STRING2 DB 13,10,'input the second number:','$' STRING3 DB 13,10,'the output is:','$' DATA1 DB 6 DUP(00H),'$' DATA2 DB 6 DUP(00H),'$' DATAS ENDS STACKS SEGMENT ;此处输入堆栈段代码 STACKS ENDS CODES SEGMENT
ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS START: MOV AX,DATAS MOV DS,AX ;此处输入代码段代码 LEA SI,DATA1 LEA DI,DATA2 L0: LEA DX,STRING1;打印字符串STRING1 MOV AH,09 INT 21H INPUT1: ;输入第一个数 MOV AH,01;输入字符至AL中 INT 21H CMP AL,'/' JE L1 MOV [SI],AL INC SI
JMP INPUT1 L1: LEA DX,STRING2;打印字符串STRING2 MOV AH,09 INT 21H INPUT2: ;输入第二个数 MOV AH,01;输入字符至AL INT 21H CMP AL,'/' JE L2 MOV [DI],AL INC DI JMP INPUT2 L2: MOV SI,0 CLC;清空进位标志位CF MOV CX,6
“核辐射测量方法”思考题 一、名词解释 1.核素 2.半衰期 3.碰撞阻止本领 4.平均电离能 5.粒子注量 6.粒子注量率 7.能注量 8.能注量率 9.比释动能 10.吸收剂量 11.剂量当量 12.辐射量 13.同位素 14.放射性活度 15.照射量 16.剂量当量指数 17.射气系数 18.α衰变 19.核衰变 20.同质异能素 21.轨道电子俘获 22.半衰期 23.平均寿命 24.电离能量损耗率 25.衰变常数 26.伽玛常数 27.平衡铀含量 28.分辨时间 29.轫致辐射 30.康普顿边 31.康普顿坪 32.累计效应 33.边缘效应 34.和峰效应 35.双逃逸峰
36.响应函数 37.衰变率 38.能量分辨率 39.探测效率 40.峰总比 41.峰康比 42.能量线性 43.入射本征效率 44.本征峰效率 45.源探测效率 46.源峰探测效率 47.俄歇电子 48.线衰减系数 49.光电吸收系数 50.质量衰减系数 51.光电截面 52.原子核基态 53.铀镭平衡常数 54.放射性活度 55.碰撞阻止本领 56.离子复合 57.光能产额 58.绝对闪烁效率 59. 二、填空 1.天然放射性钍系列的起始核素是其半衰期是。 2.天然放射性铀系列的起始核素是其半衰期是。 3.铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是、和； 其半衰期分别是、和。 4.α射线与物质相互作用的主要形式是和。 5.β射线与物质相互作用的主要形式是、和。 6.天然γ射线与物质相互作用的主要形式是、和 7.β衰变的三种形式是、和。 8.形成电子对效应的入射光子能量应大于MeV。 9.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是、和； 其γ光子的能量分别是、和。 10.β－衰变的实质是母核中的一个转变为。
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
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？ 带电粒子源 快电子源： β衰变 内转换 俄歇电子 重带电粒子源： α衰变 自发裂变 非带电粒子源 电子辐射源：伴随衰变的辐射、湮没辐射、伴随核反应的射线、轫致辐射、特征X 射线 中子源：自发裂变、放射性同位素（α，n ）源、光致中子源、加速的带电粒子引起的反应 2、选择辐射源时，常需要考虑的几个因素是什么？ 答：能量，活度，半衰期。 3、252Cf 可做哪些辐射源？ 答：重带点粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。 第二章 射线与物质的相互作用 电离损失：入射带电粒子与核外电子发生库仑相互作用，以使靶物质原子电离或激发的方式而损失其能量 作用机制：入射带电粒子与靶原子的核外电子间的非弹性碰撞。 辐射损失：入射带电粒子与原子核发生库仑相互作用，以辐射光子的方式损失其能量。 作用机制：入射带电粒子与靶原子核间的非弹性碰撞。 能量歧离：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的，而发生了能量的离散；这种能量损失的统计分布，称为能量歧离。 引起能量歧离的本质是：能量损失的随机性。 射程：带电粒子沿入射方向所行径的最大距离。 路程：入射粒子在物质中行径的实际轨迹长度。 入射粒子的射程：入射粒子在物质中运动时，不断损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿原来入射方向所穿过的最大距离，称为入射粒子在该物质中的射程。 重带电粒子与物质相互作用的特点： 1、主要为电离能量损失 2、单位路径上有多次作用——单位路径上会产生许多离子对 3、每次碰撞损失能量少 4、运动径迹近似为直线 5、在所有材料中的射程均很短 电离损失： 辐射损失： 快电子与物质相互作用的特点： 1、电离能量损失和辐射能量损失 2、单位路径上较少相互作用——单位路径上产生较少的离子对 3、每次碰撞损失能量大 4、路径不是直线，散射大 ?? ???242ion 0dE 4πz e -=NZB dx m v ()()??rad ion dE/dx E Z dE/dx 800 2 22NZ m E z dx dE rad ∝??? ??-21m S rad ∝E S rad ∝2 NZ S rad ∝
微机原理实验讲义 程曙艳编 厦门大学自动化系 2016年10月
汇编语言的上机过程 1、建立汇编语言的工作环境 至少有以下程序文件： 编辑程序，文件名https://www.doczj.com/doc/f44159919.html,，使用https://www.doczj.com/doc/f44159919.html,编辑程序代码生成*.asm。 汇编程序，文件名MASM.EXE，使用masm.exe对*.asm文件进行汇编，生成*.obj 文件 连接程序，文件名LINK.EXE，使用link.exe对目标文件*.obj进行连接生成*.exe 文件 调试程序，文件名DEBUG.EXE，使用debug.exe对可执行文件*.exe进行调试运行 （1）编辑 可以用记事本或DOS下的EDIT编辑器来编写源程序。但程序保存时文件必须取名为*.asm 。或EDIT 文件名.asm 打开已经存在的文件。 （2）汇编 在DOS状态执行masm 文件名,则屏幕显示与操作如下： （3）连接 汇编后产生的目标文件必须经过连接，才能成为可执行文件.exe。在DOS 状态执行link 文件名,则屏幕显示与操作如下： （4）运行、调试
>DEBUG 文件名.exe Debug运行后，出现状态提示符短划线- 常用debug命令： D，显示内存单元内容 R，显示与修改寄存器内容 T、P，单步执行命令 G，连续执行指令 U，反汇编 Q，退出DEBUG程序 2. 汇编语言程序格式 汇编语言由若干个段组成： 堆栈段（保存数据、断点等信息） 代码段（存放指令）必需 数据段（定义数据，分配存储单元） 附加段（定义数据，分配存储单元） 每段必须有且仅有一个名字，以SEGMENT定义段的起始，以ENDS定义段的结束，整个程序结束后需以END收尾 STACK SEGMENT ...... STACK ENDS DATA SEGMENT ...... DATA ENDS ESEG SEGMENT ...... ESEG ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE ，DS:DATA，SS:STACK，ES:ESEG START：mov ax, data mov ds, ax mov ax, eseg mov es, ax mov ax, stack mov ss, ax ………. CODE ENDS END START
核辐射测量方法 葛良全 周四春 成都理工大学核技术与自化工程学院 2007．8
前言 本讲义旨在缓解我院“核工程与核技术”专业人才培养计划调整后尚无专业教材的状况。主要内容有核辐射测量基础知识、射线与物质相互作用、核辐射测量的单位、核辐射防护知识、γ射线测量方法、β射线测量方法、α射线测量方法、X射线荧光测量方法、核辐射测量统计学与误差预测等。该讲义可作为“核工程与核技术”和“辐射防护与环境保护”专业的核辐射测量方法课程的教材，也可作为“测控技术与仪器”、“勘查技术工程”和“地球化学”（铀矿地质勘探方向）等本科专业的教学参考书，以及“核科学与技术”学科专业研究生教学的参考书。 本讲义相关内容主要从以下几本参考书的有关内容编辑： [1]章晔，华荣洲、石柏慎编著，放射性方法勘查，原子能出版社，1990 [2]葛良全，周四春，赖万昌编著，原位X辐射取样技术，四川科学技 术出版社，1997 [3]格伦敦F 诺尔著（李旭等译），辐射探测与测量，原子能出版社， 1984。 [4]复旦大学、清华大学、北京大学，原子核物理实验方法，北京，原 子能出版社，1985 [5]李星洪等编，辐射防护基础，北京，原子能出版社，1982 [6]吴慧山，核技术勘查，北京，原子能出版社，1998 [7]王韶舜，核与粒子物理实验方法，北京，原子能出版社，1989
1 第1章 放射性方法勘查的基本知识 1.1 原子和原子核 1.1.1 原 子 原子是构成自然界各种元素的最基本单位，由原子核及核外轨道电子(又称束缚 电子或绕行电子)组成。原子的体积很小，直径只有10－ 8cm 左右，原子的质量也很小， 例如氢原子质量为1.67356×10－ 24g ，铀原子的质量为3.951×10-22g 。原子的中心为原子核，它的直径比原子的直径小得多，为n·10-13～n ·10-12(cm)，但它集中了原子的绝大部分质量。例如氢原子由原子核和一个束缚电子组成，其结构示于图1-1，氢核的质量为1.67×10-24g ，而束缚电子的质量仅 为9.1×10-28g ，两者的比值近似为1/1840。对 于原子序数较大的原子，这个比值更小些。例如，铀原子92个绕行电子的总质量和原子核质量之比为1/4717。 原子核带正电荷，束缚电子带负电荷，两者所带的电荷量相等，符号相反，因此原子本身呈中性。当原子吸收外来的能量，使轨道上的电子脱离原子核的吸引而自由运动时，原子便失去电子而呈现电性，成为正离子。 原子中束缚电子按一定的轨道绕原子核运动，相应的原子处于一定的能量状态。对一种原子来说，它的绕行电子的数目和运动轨道都是一定的，因此每一个原子只能处于一定的，不连续的一系列稳定状态中。这一系列稳定状态，可用相应的一组能量W i 表征，W 称为原子的能级。处于稳定状态的原子，不放出能量。当原子由较高能级W 1跃迁到较低的能级W 2时，相应的能量变化△W 即W 1一W 2，以发射光子的形式释放出来，此时光子的能量为： 21W W hv ?= 式中，h ——普朗克常数，等于6.6262×10-34J·s ； v ——光子的频率。 将某种原子发射的各种频率的光子按波长排列起来，便构成了该种原子的发射 图1-1 氢原子核结构示意图 10-13cm 10-8cm
实验一熟悉汇编语言环境及建立汇编的过程 一、实验目的 １．熟悉汇编语言环境。 ２．掌握汇编语言的上机过程。 ３．了解汇编语言程序的编程格式。 二、实验要求 通过一个小程序的编写达到以上的实验目的。 三、实验原理 １．汇编语言程序的上机过程 用汇编语言编写的程序称为源程序，源程序也不能由机器直接执行，而必须翻译成机器代码组成的目标程序，这个翻译过程称为汇编。在微型机中，当前绝大多数情况下，汇编过程是通过软件自动完成的，用来把汇编语言编写的程序自动翻译成目标的软件叫汇编程序，汇编过程如下： 四、实验步骤 1、打开编辑环境 2、输入程序 CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE START： MOV AL，01H MOV BL，40H ADD AL，BL MOV DL，AL MOV AH，02H INT 21H MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END START 3、保存源程序，以.ASM为扩展名。C:\MASM\1.ASM 4、建立汇编过程 （1）用宏汇编程序汇编源程序C:\MASM>MASM 1.ASM 汇编程序有3个输出文件【.obj】文件，【.LST】文件，【.CRF】文件，.OBJ文件是我们所需 要的文件。汇编程序还有另外一个重要功能：可以给出源程序中的错误信息。 （2）用连接程序将OBJ文件转换为可执行的EXE文件C:\MASM>LINK 1.OBJ 5、执行程序：C:\MASM>1.EXE
实验二两个多位十进制数相加的实验 一、实验目的： １.学习数据传送和算术运算指令的用法。 ２.熟悉在PC机上建立汇编链接调试和运行汇编语言程序的过程。 二、实验内容： 将两个多位十进制数相加。要求加数和被加数均以ASCII码形式各自顺序存放在以DATA1和DATA2为首的5个内存单元中（低位在前），结果送回DATA1处。 三、程序框图 四、实验原理 １．ADC 带进位相加指令的功能和指令格式 ２．AAA 、DAA、 AAS、 DAS指令的功能和指令格式 ３．伪指令SEGMENT 、ENDS、 ASSUME、MACRO、ENDM的使用 ４．子程序的定义（PROC NEAR/FAR ENDP），以及子程序调用和返回指令：CALL、RET的使用
成都理工大学学年 第一学期《核辐射测量方法》考试试题 参考答案与评分标准 一、名词解释（每名词3分，共18分） 1. 探测效率：探测效益率是表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲计数之间关系的重要物理参数。 2. 衰变常数：衰变常数是描述放射性核素衰变速度的物理量，指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率。 3. 吸收剂量：电力辐射授予某一点处单位质量物质的能量的期望值。D=dE/dm，吸收剂量单位为戈瑞（Gy）。 4. 平均电离能：在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。 5. 放射性活度：表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。A＝ｄN/dt。 6.碰撞阻止本领：带电粒子通过物质时，在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量。 二、填空题（每空0.5分，共9分） 1.α射线与物质相互作用的主要形式是电离和激发。 2.铀系气态核素是222Rn；其半衰期是 3.825d。 3.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是214Bi 、208Tl 和40K；其γ光子的能量分别是 1.76MeV 、 2.62MeV和 1.46MeV。 4.β＋衰变的实质是母核中的一个质子转变为中子。 5.放射性活度的单位为：Bq；照射量率的单位为：C/kg*s；能注量率的单位为 W/m2。 6.β射线与物质相互作用方式主要有电离与激发、轫致辐射和弹性散射。
三、简要回答下列问题（每题6分，共36分） 1.简述NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸以及对谱线的影响。 解答：当γ光子在晶体内发生光电效应时，原子的相应壳层上将留一空位，当外层电子补入时，会有特征X射线或俄歇电子发出（3分）。若光电效应发生在靠近晶体表面处时，则改特征X射线有可能逃逸出探测晶体，使入射光子在晶体内沉淀的能量小于光子能量，光子能量与在晶体内沉淀能量即差为特征X射线能量（2分）。因此，使用Na(Tl)晶体做探测器时，碘原子K层特征射线能量为38keV，在测量的γ谱线上将会出一个能量比入射γ射线能量小28keV的碘特征射线逃逸峰（2分）。随着入射射线能量增加和探测晶体体积的增大，NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸峰会逐渐消失。（2分） 2.画出γ能谱仪的基本框图，并说明各个部分的作用。 图（3分） 闪烁体和倍增管是探测器部分，用于将γ射线的能量转化为可以探测的电信号。前置放大器是将信号进行一定倍数的放大。主放大器是将信号转化微可以供多道脉冲幅度分析器使用的信号。多道脉冲幅度分析器将信号转化成数字信号。微机对采集的信号进行软件的处理。（3分） 3.随着入射γ射线能量的变化，γ射线与物质相互作用的主要效应所占比例如何变化？ 解答：伽马射线与物质相互作用的主要形式是光电效应、康普顿效应和电子对效应。随着入射伽玛射线能量的变化，三种效应所占比例是不同的。低能光子与物质作用的主要形式是光电效应（2分）；随着射线能量增大，光电效应所占比例逐渐降低，康普顿效应所占比例增加，成为射线与物质作用的主要形式（2分）。当入射光子能量大于1.02MeV，将存在形成电子对效应的几率，并随着能量的继续增大，电子对效应所占的比例会逐渐增大；而康普顿效应和光电效应所占比例逐渐降低。电子对效应是高能量光子与物质作用的主要的作用形式。（2分） 4.简述半导体探测器的工作原理。 解答：半导体探测器工作时，在搬半导体P区和N区加反向电压，使空间电荷电场增强。电子和空穴分别向正负两级扩散，使得探测器灵敏区的厚度增大。（3分）当探测的射线进入
一、单选题（30） 1C 2B 3C 4A 5C 6C 7A 8D 9A 10D 11B 12D 13C 14A 15B 16C 17D 18A 19B 20A 21C 22D 23A 24D 25C 26A 27B 28C 29D 30C 二、判断题（20） 1√2 X 3 X4√5 X6 X7√8 X9√10 X 11X12 X13√14√15√16√17 X18 X19 X20 X 三、简答题（10） 1 课本P368。 2 WR# RD# M/IO# BHE# DT/R# mov ah, DS:[1001] ： 1 0 1 0 0 mov ah, DS:[1000] ： 1 0 1 1 0 mov ax, DS:[1000] ： 1 0 1 0 0 3 答案要点： INTR信号有效， 中断允许标志位1； CPU执行完当前指令。 4 答案要点： 采用先进的超标量流水线机制，以并行方式在U、V两条流水线上同时执行两条指令。在U 流水线上可以执行任意指令，但是在V流水线上只能执行和当前U流水线上执行的指令符合配对规则的指令。 5 答案要点： 逻辑地址、线性地址、物理地址； 逻辑地址=段选择子：偏移量，通过逻辑地址可得到段描述，之后将得到线性地址。 线性地址=段基址+偏移量，线性地址通过相应的页面映射规则（如果有）就可以得到实际的物理地址。 物理地址=页基址+页内偏移量，通过线性地址相应的页面映射规则得到。 6 答案要点： GDT/IDT为所有任务共享；
LDT为每个任务私有。 7 答案要点： 需要16Kx8/8Kx4=4，一共需要4片 1#和2#芯片构成bank0，3#和4#芯片构成bank1 bank0：8Kx8，2^13，A0=0 bank1：8Kx8，2^13，BHE#=0 8 答案要点： 2个总线周期。 第一个总线周期：8086触发一个INTA脉冲，告诉中断控制器，它的INTR予以确认。 第二个总线周期：CPU出发一个INTA脉冲，让中断控制器将中断类型号放在数据总线上，并在T4拍开始的下降沿采集中断类型号。 9 答案要点： 包含两个方面：（1）初始化数据缓冲区的起始地址（2）初始化传输的字节数 10 答案要点： 在设置特殊屏蔽方式后，在用OCW1对屏蔽寄存器的的某一位置1时，会同时使当前中断
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
微机原理实验讲义 实验一8255A并行口实验（一） 一、实验目的 ⒈掌握8255A和微机接口方法。 ⒉掌握8255A的工作方式和编程原理。 二、实验内容 用8255PA口控制PB口。 三、实验接线图 图6-3 四、编程指南 ⒈8255A芯片简介： 8255A可编程外围接口芯片是INTEL公司生产的通用并行接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作： 方式0：基本输入/ 输出方式 方式l：选通输入/ 输出方式 方式2：双向选通工作方式 ⒉使8255A端口A工作在方式0并作为输入口，读取Kl-K8个开关量，PB 口工作在方式0作为输出口。
五、实验程序框图 六、实验步骤 ⒈在系统显示监控提示符“P.”时，按SCAL键，传送EPROM中的实验程序到内存中。（注：必须先传送EPROM后，再往下操作） ⒉ 8255A芯片A口的PA0-PA7依次和开关量输入Kl-K8相连。 ⒊ 8255A芯片B口的PB0-PB7依次接Ll-L8。 ⒋运行实验程序。 在系统显示监控提示符“P.”时，输入11B0，按EXEC键，系统显示执行提示符“┌”拨动K1-K8， LI-L8会跟着亮灭。 七、实验程序清单 CODE SEGMENT ;H8255-1.ASM ASSUME CS:CODE IOCONPT EQU 0FF2BH ;定义8255控制口 IOBPT EQU 0FF29H ;定义8255 PB口 IOAPT EQU 0FF28H ;定义8255 PA口 ORG 11B0H START: MOV AL,90H ;定义PA输入,PB输出 MOV DX,IOCONPT ;控制口 OUT DX,AL ;写命令字 NOP ;延时 NOP NOP IOLED1: MOV DX,IOAPT ;PA口 IN AL,DX ;读PA口 MOV DX,IOBPT ;PB口 OUT DX,AL ;写PB口 MOV CX,0FFFFH ;延时 DELAY: LOOP DELAY JMP IOLED1 ;循环
剂量当量：是用适当的修正因数对吸收剂量进行修正，使得修正后的吸收剂量更好地和辐射所引起的有害效应联系起来。定义为在组织内所关心的一点上的吸收剂量D 、品质因数Q 、修正因子的三项乘积。 这组辐射物理量适用于度量在各种介质中的各种射线。 吸收剂量与照射量的关系：空气辐射场的X 或γ射线，可通过下式将照射量X 换算为吸收剂量D ： 其中：g 表示发生韧致辐射而逃逸出去的能量（未发生电离产生离子对）；W 为平均电离能；e 为电子电量。 2、简要说明放射性物质的常用重量单位及其适用对象，常用 的活度单位及其适用对象，常用的含量单位有哪些？ 放射性物质的重量（常将重量和质量称呼一致）单位常用的有克、千克，适用长寿核素；常用的活度单位有Bq 、Ci ，适用长寿和短寿核素。固体物质中放射性核素的含量单位有：克/克、克/100克（%）、克/吨（g/t ）、ppm ；液体或气体物质中放射性核素的含量单位有：g/L, mg/L ，Bg/L,Bg/m3。 3、说明放射性活度与射线强度的区别。 放射性活度：指单位时间内发生衰变的原子核数目。射线强度：放射源在单位时间内放出某种射线的个数。 4、放射性核素的活度经过多少个半衰期以后，可以减少至原 来的15%、7%、0.1%？ 根据： ， 依次类推。 5、采用两种方法计算距一个活度为1居里的60Co 放射源一米远处的伽玛射线照射量率（注： 60CO 每次衰变放出能量为1.17MeV 和1.33MeV 的光子各一个，在空气中的质量吸收系数为2.66×10-3m2/Kg ）。 解法一（查表法）： 查表知 解法二（物理法）： 6、简述外照射防护的基本原则和基本方法，以及内照射防护 的最根本方法。 外照射防护基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使之所受照射N Q D H ??=W e g D W e g dm dE dm dQ X ?-=?-==)1()1(2/12 ln T =λt T t e A e A t A 2/121ln )0()0()(==-λ2/121 ln 3.0ln )0()0(15.02/1T t e A A t T =?=118-2 1 11218102 109.25)1(10503.2107.31------????≈????????=Γ ?=s kg C m s Bq kg m C Bq R A X 24R E An πψγ γ= 118-19123261102109.2585.3310602.11066.2)1(1415926.3410)33.117.1(107.314------????≈????????+???= ???? ??=???? ??=s kg C eV kg m m eV s W e R E An W e X a en a en Ｃρμπρμψγγ
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
《微机原理》实验参考答案 实验1 汇编基本指令及顺序程序设计实验 实验2 分支与DOS中断功能调用程序设计实验 实验3 循环结构程序设计实验 实验4 存储器扩展实验 实验5 8259应用编程实验 实验1汇编基本指令及顺序程序设计实验 一、实验目的 1、掌握汇编语言的开发环境和上机过程； 2、掌握DEBUG命令； 3、掌握顺序程序设计方法； 4、掌握寻址方式； 5、理解和掌握汇编基本指令的功能。 二、实验内容 1、设堆栈指针SP=2000H，AX=3000H，BX=5000H；请编一程序段将AX和BX的内容进行交换。要求：用3种方法实现。 答：方法一CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AX,3000H MOV BX,5000H MOV CX,AX MOV AX,BX MOV BX,CX CODE ENDS END START 方法二CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AX,3000H MOV BX,5000H XCHG AX,BX CODE ENDS END START
方法三CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AX,3000H MOV BX,5000H PUSH AX PUSH BX POP AX POP BX CODE ENDS END START 2、分别执行以下指令，比较寄存器寻址,寄存器间接寻址和相对寄存器寻址间的区别。 MOV AX,BX 寄存器寻址，将BX内容送AX MOV AX,[BX] 寄存器间接寻址，将DS:BX内存单元内容送AX MOV AX,10[BX] 寄存器相对寻址，将DS:BX+10内存单元内容送AX 在DEBUG调试模式，用A命令直接编辑相应指令并用T命令单步执行，执行后查询相应寄存器的值并用D命令查内存。 ３、已知有如下程序段： MOV AX，1234H MOV CL，4 在以上程序段的基础上，分别执行以下指令： ROL AX，CL AX=2341H ROR AX，CL AX=4123H SHL AX，CL AX=2340H SHR AX，CL AX=0123H SAR AX，CL AX=0123H RCL AX，CL 带进位标志位的循环左移 RCR AX，CL 带进位标志的循环右移 4、设有以下部分程序段： TABLE DW 10H,20H,30H,40H,50H ENTRY DW 3 ┇ LEA BX,TABLE ADD BX,ENTRY MOV AX,[BX] ┇ 要求：（1）将以上程序段补充成为一个完整的汇编程序。
核辐射的检测方法，指标，仪器，原理和相关的环境标准 核辐射与物质间的相互作用是核辐射检测方法的物理基础。核辐射与物质间的相互作用包括电离作用、核辐射的散射与吸收，利用物质衰变辐射后的电离、吸收和反射作用并结合α、β和γ射线的特点可以完成多种检测工作。 核辐射检测仪器 核辐射监测原理及方法 能够指示、记录和测量核辐射的材料或装置。辐射和核辐射探测器内的物质相互作用而产生某种信息（如电、光脉冲或材料结构的变化），经放大后被记录、分析，以确定粒子的数目、位置、能量、动量、飞行时间、速度、质量等物理量。核辐射探测器是核物理、粒子物理研究及辐射应用中不可缺少的工具和手段。按照记录方式，核辐射探测器大体上分为计数器和径迹室两大类。 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
放射性同位素的检测方 法和仪器 Revised as of 23 November 2020
放射性同位素的检测方法和仪器 核辐射与物质间的相互作用是核辐射检测方法的物理基础。放射性同位素发出的射线与物质相互作用，会直接或间接地产生电离和激发等效应，利用这些效应，可以探测放射性的存在、放射性同位素的性质和强度。用来记录各种射线的数目，测量射线强度，分析射线能量的仪器统称为检测器。 一．核辐射的检测方法 使用相关核辐射检测仪器是检测核辐射的重要方法，利用物质衰变辐射后的电离、吸收和反射作用并结合α、β和γ射线的特点可以完成多种检测工作。对人体进行核辐射检查，主要先做物理性检测，如果发现检测指标异常，再进行生理性检测。主要采取以下方法： （一）使用核辐射在线测厚仪 核辐射在线测厚仪是利用物质对射线的吸收程度或核辐射散射与物质厚度有关的原理进行工作的。 （二）使用核辐射物位计
不同介质对γ射线的吸收能力是不同的，固体吸收能力最强，液体次之，气体最弱。若核辐射源和被测介质一定，则被测介质高度与穿过被测介质后的射线强度将被探测器将穿过被测介质的I值检测出来，并通过仪表显示H值。 （三）使用核辐射流量计 测量气体流量时，通常需将敏感元件插在被测气流中，这样会引起压差损失，若气体具有腐蚀性又会损坏敏感元件，应用核辐射测量流量即可避免上述问题。 （四）使用核辐射探伤 放射源放在被测管道内，沿着平行管道焊缝与探测器同步移动。当管道焊缝质量存在问题时，穿过管道的γ射线会产生突变，探测器将接到的信号经过放大，然后送入记录仪记录下来。 二．核辐射的检测仪器 检测核辐射有各种不同的仪器，一般将检测器分为两大类：一是“径迹型”检测器，如照像乳胶、云室、气泡室、火花室、电介质粒子探测器和光色探测器等，它们主要用于高能
中南民族大学微机原理实验答案 实验一 第二题在debug中实现在屏幕上显示“0123456789” A 100 0100:mov cx,0a Mov dl,30 Mov ah,2 0106: int 21h Inc dl Loop 0106 Int 20h 第三题用int 21h 中的2号功能在屏幕上显示“122333444455555666666777777788888888999999999” a 100 0100: mov cx,9 mov dl,31h 0104: push cx xor cx,cx mov cl,dl sub cl,30h 010c: mov ah,2
int 21h loop 010c inc dl pop cx loop 0100 mov ax,4c00h int 21h int 20h 第四题用九号功能在屏幕上显示‘9876543210’ A 100 0100: db ‘9876543210’ 0106: Mov dx,0100 mov ah,9h int 21h Int 20h 实验二 第三题修改程序，在第一行连续显示4个“Hello,World!”每个以空格分开。 name hello sseg segment stack db 64 dup(0)
sseg ends dseg segment mess db 'hello World!',' ','$' dseg ends cseg segment assume cs:cseg,ds:dseg,ss:sseg,es:dseg main proc far begin:mov ax,dseg mov ds,ax mov es,ax mov ah,9 mov cx,4 s1: mov dx,offset mess int 21h loop s1 mov ax,4c00h int 21h main endp cseg ends end begin 第四题 name hello