《核物理实验方法》作业汇总(期末复习)

核物理学重点知识总结(期末复习必备)
核物理学重点知识总结（期末复必备）
1. 核物理基础知识
- 核物理的定义：研究原子核内部结构、核反应以及与核有关
的现象和性质的学科。

- 原子核的组成：由质子和中子组成，质子带正电，中子无电荷。

- 质子数（原子序数）：表示原子核中质子的数量，决定了元
素的化学性质。

- 质子数与中子数的关系：同位素是指质子数相同、中子数不
同的原子核。

2. 核反应与放射性
- 核反应定义：原子核发生的转变，包括衰变和核碰撞产生新核。

- 放射性定义：原子核不稳定，通过放射射线（α、β、γ射线）变为稳定核的过程。

- 放射性衰变：α衰变、β衰变和γ衰变。

3. 核能与核能应用
- 核能的释放：核反应过程中，原子核质量的变化引发能量的
释放。

- 核能的应用：核电站、核武器、核医学、核技术等领域。

- 核电站工作原理：核反应堆中的核裂变产生的能量转换为热能，再通过蒸汽发电机转换为电能。

4. 核裂变与核聚变
- 核裂变：重核（如铀）被中子轰击后裂变成两个或更多轻核
的过程，释放大量能量。

- 核聚变：两个轻核融合成一个较重的核的过程，释放更大的
能量。

- 核裂变与核聚变的区别：核裂变需要中子的引发，核聚变则
需要高温和高密度条件。

5. 核辐射与辐射防护
- 核辐射：核反应释放的射线，包括α射线、β射线、γ射线等。

- 辐射防护：采取合理的防护措施，减少人体暴露在核辐射下
的危害。

以上是对核物理学的一些重点知识进行的总结。

在期末复习中，希望这些内容能对你有所帮助！。

核物理学的测试题1. 简答题a) 什么是核物理学？核物理学是研究原子核结构、核反应以及与核相互作用的物理学领域。

b) 什么是原子核？原子核是原子的中心部分，由质子和中子组成。

c) 什么是核反应？核反应是指核之间发生的转换、聚变或裂变过程。

d) 核聚变与核裂变有什么区别？核聚变是指两个轻核融合形成一个更重的核，而核裂变是指一个重核分裂为两个较轻的核。

e) 什么是半衰期？半衰期是指放射性物质衰变为其初始数量的一半所需的时间。

2. 计算题a) 一个原子核具有30个质子和40个中子。

请确认该原子核的质量数和原子序数，并写出该核的化学符号。

该原子核的质量数=30+40=70。

该原子核的原子序数=30。

该核的化学符号为30Zn。

b) 一个铀核在经历连续α衰变和β衰变后，转变为锇核，请计算原铀核与锇核的质量数和原子序数。

根据连续α衰变：铀核→镎核→镅核→锇核铀核的质量数=238。

铀核的原子序数=92。

根据β衰变：铀核→钍核→锇核锇核的质量数=238。

锇核的原子序数=92。

3. 简答题a) 提供一个代表核反应的示例。

核反应的一个示例是核聚变反应：氘核与氚核聚变形成氦核和一个中子。

b) 如何利用核反应发电？核反应发电利用核裂变或核聚变反应来产生热能，然后使用热能转化为电能，驱动发电机发电。

c) 什么是核裂变链式反应？核裂变链式反应是指一个裂变核产生的中子继续引起其他核的裂变，从而产生更多的裂变核和中子的连续反应。

4. 计算题a) 某个放射性核素的半衰期为2小时。

如果初始含量为100克，经过6小时后剩余多少克？经过6小时，共经历了3个半衰期。

剩余的克数 = 初始含量 × (1/2)^n其中，n为经历的半衰期次数。

剩余的克数 = 100 × (1/2)^3 = 100 × (1/8) = 12.5克。

b) 对于放射性核素，如果半衰期较长，会对环境造成什么影响？如果放射性核素的半衰期较长，意味着其放射性衰变过程也相对较长，会导致较长时间的放射性释放，对环境造成长期的辐射污染，对生物体和生态系统造成潜在的危害。

核反应堆物理-复习重点--答案汇总-图文第一章核反应堆的核物理基础（6学时）1. 什么是核能？包括哪两种类型？核能的优点和缺点是什么？核能：原子核结构发生变化时释放出的能量，主要包括裂变能和聚变能。

优点：1）污染小：2）需要燃料少；3）重量轻、体积小、不需要空气，装一炉料可运行很长时间。

缺点：1）次锕系核素具有几百万年的半衰期，且具有毒性，需要妥善保存；2）裂变产物带有强的放射性，但在300年之内可以衰变到和天然易裂变核素处于同一放射性水平上；3）需要考虑排除剩余发热。

2. 核反应堆的定义。

核反应堆可按哪些进行分类，可划分为哪些类型？属于哪种类型的核反应堆？核反应堆：一种能以可控方式产生自持链式裂变反应的装置。

核反应堆分类：分类的着眼点 A．用途名称和特征 A1 动力堆：发电，供热，作为推进动力 A2 生产堆：生产钚－239或氚A3 研究试验堆 A4 特殊用途堆 3. 原子核基本性质。

核素：具有确定质子数Z和核子数A的原子核。

同位素：质子数Z相同而中子数N不同的核素。

同量素：质量数A相同，而质子数Z和中子数N各不相同的核素。

同中子数：只有中子数N相同的核素。

原子核能级：最低能量状态叫做基态，比基态高的能量状态称激发态。

激发态是不稳定的，会自发跃迁到基态，并以放出射线的形式释放出多余的能量。

核力的基本特点： 1）核力的短程性 2）核力的饱和性 3）核力与电荷无关 4. 原子核的衰变。

包括：放射性同位素、核衰变、衰变常数、半衰期、平均寿命的定义；理解衰变常数的物理意义；核衰变的主要类型、反应式、衰变过程，穿透能力和电离能力。

放射性同位素：不稳定的同位素，会自发进行衰变，称为放射性同位素。

核衰变：有些元素的原子核是不稳定的，它能自发而有规律地改变其结构转变为另一种原子核，这种现象称为核衰变，也称放射性衰变。

衰变常数：它是单位时间内衰变几率的一种量度；物理意义是单位时间内的衰变几率，标志着衰变的快慢。

动，处于不同运动状态的核，不仅有自己特定的形状，还具有不同的能量和角动量，这些能量与角动量都是分立的，因而形成能级。

（θ，φ）＝单位时间出射至（θ，φ）方向单位立体角内的粒子数／（单位时间的入射粒子数×单位面积的靶核数）（一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。

）σ＝单位时间发生的反应数／（单位时间的入射粒子数×单位面积的靶核数）反应的概率。

1.什么是穆斯堡尔效应？为何同一个核的γ共振吸收很难观测到？答：将放射的γ光子与吸收γ光子的原子核束缚在晶格中，当γ光子的能量满足一定条件时，遭受反冲的不是单个原子核，而是整块晶体的质量远大于单个原子核的质量，所以其由于原子核发射γ射线时，一般要受到反冲，本来是静止的处于激发态的原子核，当它通过放射γ光子跃迁到基态时，γ光子激发能Eo的绝大部分，还有很小一部分变成了反冲核的动能ER ；故γ光子所释放的能量E O-E R，而处于基态的同类原子核吸收γ光子时也会有同样的反冲，要把原子核激发态到能量Eo的激发态，γ射线的能量则为E O+E R，同一核发射γ射线的能量与吸收γ射线而能量不同，所以同一核的γ射线共振吸收很难观测到。

2.α、β、γ射线本质分别是什么？在α衰变或β衰变中，如果原子核放出一个α粒子或者β粒子原子核将怎样变化？@答：α射线本质：原子核放射出α粒子β射线本质：原子核放射出β粒子或俘获一个轨道电子γ射线本质：原子核通过发射γ光子来实现从激发态到较低能态的过程α衰变：放一个α粒子,原子核的质子数减少两个，中子数也减少两个。

β衰变: 放出一个β-离子，则原子核中一个中子变为质子放出一个β+ 离子，则原子核中一个质子变为中子3.β能谱特点是什么，试用中微子假说解释。

答：β粒子的能量是连续的；有一个确定的最大能量Em；曲线有一极大值，即在某一能量处，强度最大。

由于原子核在β衰变过程中，不仅仅放出β粒子，还放出一个不带电的中性粒子，它的质量几乎小得为0，则在β衰变过程中有两种极端的情况：当β粒子和反冲核的动量大小相等方向相反，此时衰变能Ed≈Eβ；当中微子和反冲核的动量大小相等方向相反时，β粒子的动能为0。

核物理复习资料一、核物理的基本概念核物理是研究原子核的结构、性质和相互作用以及原子核发生的各种变化过程的学科。

原子核是由质子和中子组成的，质子带正电荷，中子不带电。

原子的质量主要集中在原子核上，而电子围绕原子核运动。

原子核的大小通常在 10^－15 米到 10^－14 米的范围内。

虽然原子核很小，但它包含了巨大的能量。

二、原子核的稳定性原子核的稳定性取决于多种因素，其中最重要的是质子数和中子数的比例。

一般来说，质子数和中子数相等或相近的原子核比较稳定。

但对于一些较重的原子核，中子数相对较多时更稳定。

另外，存在一种神奇的“幻数”概念。

具有特定质子数或中子数等于“幻数”的原子核具有较高的稳定性。

三、核力核力是将质子和中子紧紧束缚在原子核内的一种强大的作用力。

它是一种短程力，只在原子核的尺度内起作用。

核力非常强大，比电磁力大得多。

核力具有饱和性和交换性等特点。

四、放射性衰变放射性衰变是指原子核自发地放出射线而转变为另一种原子核的过程。

常见的放射性衰变类型包括α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是原子核放出一个α粒子（由两个质子和两个中子组成），从而使原子核的质子数和质量数都减少。

β衰变分为β⁺衰变和β⁻衰变。

β⁺衰变是原子核中的一个质子转变为一个中子，并放出一个正电子和一个中微子；β⁻衰变则是一个中子转变为一个质子，放出一个电子和一个反中微子。

γ衰变通常是在α衰变或β衰变后，原子核处于激发态，通过放出γ射线（高能光子）回到基态。

五、核反应核反应是指原子核在外界粒子的轰击下，发生性质和结构变化的过程。

与化学反应相比，核反应涉及的能量变化要大得多。

核反应可以分为人工核反应和天然核反应。

人工核反应是通过加速器等设备使粒子加速并撞击靶核来实现的。

六、核能核能的释放主要通过两种方式：核裂变和核聚变。

核裂变是重原子核分裂为两个或多个较轻原子核的过程，同时释放出大量的能量。

例如，铀 235 在吸收一个中子后会发生裂变，产生多个碎片原子核，并释放出中子和能量。

第一章1、微观截面：△I＝－σIN△x，σ为比例常数，称为微观截面，它与靶核的性质和中子的能量有关。

σ是表示平均一个给定能量的入射中子与一个靶核发生作用概率大小的一种度量。

宏观截面：∑＝Nσ，把∑称为宏观截面，宏观截面是一个中子与单位体积内所有原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。

2、平均自由程：中子与原子核发生某种反应之前所穿行的平均距离。

3、中子密度：单位体积内的中子数，用n表示。

4、核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数，用R表示，便等于R＝nv∑ 中子/m3•s，R叫做核反应率。

5、中子通量密度：等于该点的中子密度与相应中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。

中子通量密度是该点沿空间各个反向的微分中子束强度之和。

中子注量率＝中子通量密度。

它的大小反映堆芯内核反应率的大小，因此也反映出堆的功率水平。

6、俘获-裂变比：α＝σr/σf，辐射俘获截面与裂变截面只比。

α与裂变同位素种类和中子能量有关。

7、有效裂变中子数：燃料核每吸收一个中子后平均放出的中子数，用η表示。

8、顺发中子：裂变反应时，99%以上的中子是在裂变瞬间（约10ˇ-14次方s）发射出来的，把这些中子叫顺发中子。

9、缓发中子：有小于1%的中子（对235U裂变，约有0.65%）是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫做缓发中子。

像87Br这种裂变碎片，在衰变过程中能够产生缓发中子，通常叫做缓发中子先驱核。

10、四因子公式：k∞＝εpfη。

第二章1慢化能力：.只有当中子与核发生散射碰撞时，才有可能使中子的能量降低。

因此要求慢化剂应同时具有较大的宏观散射截面∑s和平均对数能降ξ。

通常把乘积ξ∑s叫做慢化剂的慢化能力。

2.慢化比：我们定义ξ∑s/∑a叫做慢化比。

从反应堆物理观点来看，它是表示慢化剂优劣的一个重要参数，好的慢化剂不近应具有较大的ξ∑s值，还应该具有较大的慢化比。

3.慢化剂的选择：除了要求有大的慢化能力外，从减少中子损失的角度显然还要求慢化剂应具有小的吸收截面。

核物理与核波期末考试复习试题4套(部分含答案)这是一份核物理与核波期末考试复试题，共包含4套试题，其中部分试题已附答案。

以下是试题的大致内容：套题一：1. 核物理的基本概念是什么？2. 请解释核反应和核裂变的区别。

3. 描述核聚变的过程。

4. 核电池和核动力发电站之间有何不同？5. 请列出几种常见的核辐射类型，并给出它们的特点。

6. 什么是半衰期？请结合例子进行说明。

答案：1. 核物理研究原子核的性质、结构和相互作用的科学。

2. 核反应是指两个或多个原子核彼此接触并相互作用，从而产生新的原子核的过程；核裂变是指重核（如铀、钚）被冲击或吸收/俘获中子后分裂成两个或多个较轻的原子核的过程。

3. 核聚变是指两个或多个轻核（如氢和氦）融合成一个较重的原子核的过程。

4. 核电池是指利用放射性同位素的衰变释放的能量来产生电能的装置；核动力发电站是指利用核裂变释放的能量来产生电能的装置。

5. 常见的核辐射类型包括阿尔法射线、贝塔射线和伽马射线。

阿尔法射线带有正电荷，贝塔射线带有负电荷，伽马射线无电荷。

它们都具有高能量和强穿透力的特点。

6. 半衰期是指放射性同位素衰变至原有量的一半所需要的时间。

例如，碳-14的半衰期为5730年，意味着经过5730年，原有的碳-14数量会减少一半。

套题二：1. 什么是核辐射的量度单位？请列举几个常用的单位。

2. 核物理中的“质量缺失”是指什么？3. 请解释质子和中子的区别，并说明它们在原子核中的作用。

4. 核能的产生和释放过程是怎样的？5. 请说明核燃料循环的各个阶段。

答案：1. 核辐射的量度单位是西弗（sievert）。

常用的单位有毫西弗（millisievert）、微西弗（microsievert）和千西弗（kilosievert）等。

2. "质量缺失"指的是核反应中原子核的质量在反应前后有所损失。

其中一部分质量转化为能量输出。

3. 质子带有正电荷，中子没有电荷。

2017实验核物理复习内容核反应部分第一章引论1、传统核物理的理论框架（三个假定，两大困难）2、当前核结构研究的主要方向是高激发态（高温），高自旋态与高同位旋态。

第二章实验方法与技术1、重带电粒子与物质的相互作用（1）阻止本领概念、单位。

与哪些量有关？（2）射程的概念，与路程的区别与联系。

（3）两个具有相同速度的重粒子，射程比：，会计算。

（4）根据射程和阻止本领的关系，比较不同离子的穿透能力和能量损失率。

2、β射线与物质的相互作用需要考虑辐射能量损失。

掌握轫致辐射的两点讨论。

3、X、γ射线与物质的相互作用（1）三个主要机制。

其中，电子对效应只有γ射线能量大于1.022MeV时，才有可能发生电子对效应。

（2）瑞利散射，散射光子能量不变，只改变方向。

（3）掌握PPT27的图。

4、中子与物质的相互作用（1）裂变中子的慢化过程主要是中子与堆内物质核（例如，氢，重氢，石墨等）的弹性散射。

（2）与静止的基态核发生非弹性散射的必要条件是中子动能大于核的激发能。

（3）室温时，热中子的平均能量，速度，波长，冷中子的波长。

5、探测器（1）气体电离探测器、半导体探测器、闪烁探测器的基本原理。

（2）从平均电离能、探测效率，能量分辨率三方面，比较这三类探测器的性能。

6、加速器加速器的两个性能指标。

重点掌握串列静电加速器的原理和优缺点。

第三章核反应的一般规律（1）了解核反应的分类（2）掌握库仑作用引起的核反应过程。

（3）核力引起的核反应按反应机制分类。

第四章核子与轻离子引起的核反应（1）核反应截面的概念、单位。

（2）掌握反应机制的实验判别。

通过哪三个物理量的综合分析（见表4-1），基本可以确定反应机制（包括下方的文字解释）。

理解激发曲线，微分截面、双微分截面三个物理量的物理意义（3）什么是弹性散射？掌握形状弹性散射和复合核弹性散射机制的不同。

第五章非弹性散射（1）什么是非弹性散射？非弹性散射主要激发核的集体运动模式，包括转动、振动和巨共振。

1、堆芯反应性的控制方法用：控制棒位控制，化学补偿控制——载硼运行，可燃毒物控制2、中子与靶核的吸收作用主要有：辐射俘获、放出带电粒子反应、裂变反应3、由裂变过程发射出来的中子可以分成哪两类：缓发中子（裂变反应时，1%以上的中子是从裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些————————叫做缓发中子）和瞬发中子（裂变反应时，99%以上的中子是在裂变的瞬间发射出来的，把这些中子叫做瞬发中子。

）4、微观截面的定义：靶核与束内的某一种发生反应的概率5、中子怎么分类：按入射中子能量分为热中子、中能中子、快中子。

6、控制反应堆反应性的方法有哪些：7、简述慢化剂的选择要求：（1）慢化剂应为轻元素，应具有大的平均对数能降ε值（2）具有较大的宏观散射截面8、试说明什么是反应性的温度效应以及其对反应堆的影响：由燃料温度变化，慢化剂密度变化，中子截面变化，可溶硼溶解度的变化，这种现象称为“温度效应”影响：1、燃料温度系数属于瞬发温度系数，瞬发温度系数对功率的变化影响很快，它对仰止功率增大和反应堆的安全运行起着十分重要作用，燃料温度系数总是负的。

2、慢化剂负温度系数有利于反应堆功率自动调节。

9、热中子反应堆的功率表达式：ΣΦV/3.12X1010（W）10、反应堆防止辐射泄露的多道屏障：1、燃料芯块2、燃料棒包壳3、压力容器4、边界安全壳11、压水堆一回路的主要部件有：主泵，压力容器，蒸汽发生器，稳压器以及有关的阀门。

12、简述中子通量的密度：表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距距的总和该点浓度与相应的中子速度的乘积。

13、简述燃耗深度的意义：14、反应堆设计的主要任务是什么答：堆芯栅格和功率分布设计计算反应性控制设计计算燃耗分析和堆芯内燃料管理15、宏观截面的表达式：Σ=σИ=-dI/dx16、中子与靶核的作用主要有：吸收（辐射俘获、放出带电粒子、核裂变）和散射（弹性散射、非弹性散射）17、停堆后135Xe的反应的浓度变化趋势：停堆后135Xe的浓度先增加到最大值，在逐渐减小18、什么是碘坑，形成碘坑的原因以及防止方法停堆后135Xe的浓度先增加到最大值，在逐渐减小；剩余的反应性则与35Xe的浓度相反是先减小然后再增大到最大值原因：停堆后135I逐渐衰变成135Xe使135Xe的浓度逐渐增大防止方法：尽量不要突然停堆，要慢慢停堆潜艇之类的核装置，停堆时不要停死，最好保持一定低功率使反应堆总有足够的后备反应性19、蒸汽发生器中的水位影响核电厂运行时，蒸汽发生器必须保持正常水位，若水位过低时，会使一回路的水在蒸汽发生器内冷却不充分，二回路的水温度不够高，造成管束因温度过有可能破裂；同时会使蒸汽进入给水泵产生气锤危险，蒸汽发生器的管板还将受到热冲击；若水位过高，将导致流向汽轮机的蒸汽湿度较大20、压水堆停堆后还继续对堆芯冷却的根本原因：衰变放热21、易裂变核元素有：233U 235U 239PU 241PU22、控制棒包壳的材料：银——（in）——镉合金23、稳压器作用：调节一回路的压力、除氧的作用，用于安全阀泄压24、反应堆满足超临界的条件：25、中子慢化的条件：26、反应堆设计的主要任务：与14题重复27、简述外——内换料的优缺点：优点：缺点：由于新燃料放置在堆芯的边缘，因而使得堆芯泄漏损失较大，堆芯的循环长度减小。

粒子物理和核物理实验方法试题20091、 实验室常用的三种放射源有哪些，每种列举其一？宇宙射线测大面积闪烁体使用的源是？实验室常用的有三种放射源是α源（241Am 、226Ra ）、β源（90Sr 、14C ）、γ源（60Co 、137Cs 、22Na ）。

宇宙射线测量大面积闪烁体使用的源是宇宙射线中的μ子。

2、 带电粒子与γ与物质相互作用的反应类型以及其发生条件（作业原题）；1. 带电粒子与介质的相互作用主要是电磁相互作用。

● 电离：当入射带电粒子与介质原子较远时，使介质的原子产生电离或激发。

● 击出: 当入射带电粒子与介质原子距离 ≈ 原子大小（10-8cm ）时，粒子与原子的电子相互碰撞，使电子从原子中发射出来。

● 库仑散射：当入射带电粒子与介质原子距离 < 原子半径，粒子在核的库仑场中受到核的库仑散射，并伴随弱的电磁辐射。

● 韧致辐射：当入射粒子为电子时，将受核的阻尼而发射出光子。

● 契仑柯夫辐射：当入射带电粒子速度超过光在介质中的相速度时，粒子会辐射出可见光。

● 穿越辐射：当高速带电粒子穿过两种折射系数不同的界面时，辐射出X 光。

● 同步辐射：当电子在磁场中偏转时，相当于受到加速而产生辐射。

2. γ射线与物质的相互作用主要有三个过程：光电效应、Compton 效应和电子对产生。

● 光电效应：低能γ光子被介质原子吸收而放出电子的效应。

● 康普顿－吴有训效应（散射）：当光子能量上升到原子最高能级以上时，成为主要过程是γ光子与原子外层电子作用,可看作在自由电子上的散射。

● 电子对效应：γ光子从原子核旁经过，当γ光子能量超过2个电子静止质量之和即1.02MeV 时， 在原子核库仑场作用下，γ光子转化为正负电子对，正负电子能量之和等于入射γ光子能量。

入射γ光子能量越大，正负电子的发射方向越前倾。

3、 探测中微子的方法，举两个；一、 带电流质子反应：l p l n ν+→+，我们通过测量轻子的动量、能量来探测。

1.电离损失：带电粒子与靶原子中核外电子的非弹性碰撞，导致原子的电离或激发，这种相互作用方式引起的能量损失称为电离损失。

2.库仑激发：带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞，除了改变粒子的运动状态、辐射光子外，α粒子、质子和其他离子还可以使靶原子核从基态激发到激发态，这个过程称为库仑激发。

3.轫致辐射：当带点粒子接近原子核时，速度迅速减低，会发射出电磁波（光子），这种电磁辐射叫轫致辐射。

4.湮没辐射：高速正电子进入物质后很快被慢化，然后在正电子径迹遇负电子即发生湮没，放出γ光子；或者，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。

5.FWHM: 指全能峰高一半处的峰宽度, 即通过峰高的中点作平行于峰底的直线，此直线与峰两侧相交两点之间的距离。

用符号Y1/2或2△t1/2表示。

6.峰康比：全能峰内每道计数的最大值Npm与康普顿坪的平均计数Nc之比，即Npm/Nc。

7.反散射峰：当γ射线射向闪烁体时，总有一部分γ射线没有被闪烁体吸收而逸出。

当它与闪烁体周围物体发生康普顿效应时，反散射光子返回闪烁体，通过光电效应被记录，这就构成了反散射峰8.峰本征效率：з=全能峰内计数/射到探测器灵敏体积内的γ光子数。

9.符合：符合事件是指两个或两个以上同时发生的事件。

10.真偶比：有较大的真符合计数率与偶然符合计数率的比值。

1.计数率的相对误差：。

而要使相对误差<2％，则N>2500。

2.当带有正电荷或负电荷的载能粒子从靶物质原子近旁掠过时，入射粒子和靶原子的核外电子之间的库仑力作用，使电子受到吸引或排斥，从而使电子获得一部分能量。

如果传递给电子的能量足以使电子克服原子的束缚，那么这电子就脱离原子，成为自由电子，此过程称为电离；若入射带电粒子传递给电子的能量较小，不足以使电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，但可以使电子从低能级状态跃迁到高能级状态，此过程称激发。

3.三种主要方式：电离，辐射，多次散射。

高考物理近代物理知识点之原子核技巧及练习题附答案解析(3)一、选择题1．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A ．x 是负电子，反应过程放出能量B ．x 是正电子，反应过程放出能量C ．x 是负电子，反应过程吸收能量D ．x 是正电子，反应过程吸收能量2．科学家们对微观粒子的研究推动了科学的进步，下列符合历史事实的是 A ．普朗克发现了电子 B ．爱因斯坦提出能量子假说 C ．贝克勒尔发现了天然放射现象 D ．汤姆孙提出了原子的核式结构3．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A ．α粒子散射实验 B ．电子的发现 C ．质子的发现D ．天然放射现象4．下列关于α粒子的说法，正确的是 A ．α粒子是氦原子核，对外不显电性B ．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C ．天然放射现象中， α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强D ．核反应2382349290U TH X →+中，X 代表α粒子，则是α衰变5．关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A ．射线是高速运动的氦原子B ．核聚变反应方程，表示质子C ．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D ．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征 6．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱 7．下列实验或发现中能提示原子具有核式结构的是 A ．粒子散射实验 B ．光电效应实验 C ．中子的发现 D ．氢原子光谱的发现 8．下列说法正确的是（ ）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定9．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A :m B A ．1:2 B ．2:1． C ．30:3 D ．31:3010．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。

第 1 页 共 2 页原子核物理实验方法试题考试时间：120分钟一、填空题（每空2分，共20分）1、带电粒子与物质的相互作用主要有： 电离和激发 ，非弹性碰撞 ， 弹性碰撞 等。

2、电离室工作在 饱和 区。

3、γ射线同物质的相互作用主要有光电效应 ， 康普顿效应 ， 电子对效应。

4、光子到达光阴极的瞬间至阳极输出脉冲达到某一指定值之间的时间间隔称为 渡越时间 。

5、误差按其性质可以分为 系统误差 、 随机误差 、 粗大误差 三类。

二、名词解释（每题5分，共20分） 1. 轫致辐射答：快速电子通过物质时，原子核电磁场使电子动量改变并发射出电磁辐射而损失能量，这种电磁辐射就是轫致辐射。

2. 辐射损伤效应答：半导体探测器受强辐射照射一段时间以后性能会逐渐变坏，这种效应称为半导体探测器的辐射损伤效应，简称辐射损伤效应。

3. 坪曲线答：在放射源确定的情况下，探测器输出脉冲计数率随所加工作电压的变化曲线上具有明显的计数坪区，这样的曲线称为坪曲线。

4. 探测器的优质因子答：探测器的探测效率ε的平方与本底计数率的比值，即2/b n ε称为探测器的优质因子。

三、简答题（每题6分，共18分）1. 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？答：对于圆柱形电子脉冲电离室，其输出信号是由入射粒子产生的初始离子对的电子向中央正极漂移过程中，在极板上产生的感应电荷的贡献，由于为圆柱形的电场非均匀性，决定了其输出脉冲幅度基本与电离发生的位置不灵敏。

对于圆柱形正比计数器，雪崩过程仅发生在很小的区域0r 内，在0r 区域以外的电子漂移对信号的贡献完全可以忽略。

在0r 区域内经数量上放大的电子在向丝极飘逸的贡献大约占10～15%，主要是经放大后正离子在向阴极漂移所产生的感应电荷的贡献。

2. 试说明G-M 管阳极上感应电荷的变化过程。

答：G-M 管阳极上感应电荷的变化对有机管和卤素管略有不同，以有机管为例，可分为几个阶段：1．在入射带电粒子径迹产生正负离子对的瞬间阳极呈电中性，电子很快漂移向阳极过程中，阳极上的正感应电荷增加，但数量很小； 2．电子雪崩过程开始，直到正离子鞘形成的过程中，电子很快向阳极运动，此时，阳极上正感应电荷增加，同时，此电荷流经负载电阻，快前沿的负脉冲，约占总输出脉冲幅度的10%。

一、判断题（每题2分，共20分）1、重带电粒子均为带正电荷的粒子（√）2、重带电粒子在介质中运动径迹为曲线，电子在介质中的运动径迹近似为直线（ⅹ）3、对同种材料，电子能量越高，反散射越严重对同样能量的电子，原子序数越低的材料反散射越严重（ⅹ）4、快电子与物质相互作用时，只考虑电离损失（ⅹ）5、吸收物质原子序数越大各相互作用截面越大，其中光电效应随吸收物质原子序数变化最大，康普顿散射变化最小（√）6、脉冲电离室中离子对全部被吸收，所用的时间大约为10−3S（√）7、脉冲电离室形成的电压脉冲由电子脉冲和离子脉冲两部分组成，两者贡献各占一半（ⅹ）8、自猝熄G-M计数管所能加的气体只有卤素气体一种（ⅹ）9、能量低的β粒子从放射源到探测器途中易被吸收（√）10、闪烁探测器的高压是通过分压器加在光电倍增管（√）二、选择题（每空3分，共30分）1、两个湮没光子的能量相同，各等于 B ，两个光子的发射方向相τ差近似DA 0.511KeVB 511KeVC 120oD 180o2、Po210的α粒子能量为5.3MeV，在真空中的射程为3.8cm，平均电离能为34eV，其总电离N为 AA 1..56*105B 1.39*106C 1.56*106D 1.39*1053、已知一探测器的实测计数率为n，分辨时间为τ，据此可求得该探测器的平均计数率为CA nτB 1−nτn C n1−nτD nτn−14、测量γ射线一般选用 A 闪烁体，测量α射线一般选用 C 闪烁体，测量β射线和中子一般选用 B 闪烁体A NaI（Tl）B 塑料C ZnS（Ag）D BGO5、在进行放射性测量中，要求计数率的相对误差不大于+1%时，要求总的计数N 应不小于 BA 105B 104C 103D 1026、4π计数法提高了测量精度，误差可减少到 B 左右A 0.05%B 1%C 5%D 10%7、在NaI（Tl）中2MeVγ射线相互作用的光电效应、康普顿效应和电子对效应的截面比为1:20:2，入射到NaI（Tl）中的2MeVγ射线的脉冲幅度谱给出的峰总比是 A 1/23A 大于B 小于C 等于D 以上都不对三、简答题（每题5分，共25分）1、γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式？答：γ射线与物质发生相互作用：光电效应、康普顿效应、电子对效应2、比较典型的气体探测器有哪几种？答：典型的气体探测器有：电离室、正比计数器、G-M计数管3、与电离室相比，正比计数器有哪些优点答：正比计数器优点：脉冲幅度大、灵敏度较高、脉冲幅度几乎与原电离的位置无关4、常用的半导体探测器有哪些？半导体探测器优缺点有哪些？答：常用的半导体探测器：PN结半导体探测器、锂漂移型半导体探测器、高纯锗半导体探测器优点：能量分辨率最佳；射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比缺点：对辐射损伤较灵敏；常用的锗测器，需要低温（液氮）条件下工作，使用不便5、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？中子探测的方法有哪些？答：中子分类：快中子、热中子、超热中子、慢中子相互作用方式：中子的弹性和非弹性散射；中子的辐射俘获、中子核反应、中子裂变反应中子的探测方法：核反应、核裂变、核反冲、活化法四、计算题（1、2题每题8分，3题9分，共25分）1、能量为1.50MeV的γ放射源放在铅容器里，为了安全，必须使容器外的强度减小为原来的1/4000，试求容器壁至少需多厚。

2021年期末09级原子核物理复习名词解释：1.集体模式2。

核自旋3、质量亏损、结合能、比结合能、最后一个核子的结合能4、级联?辐射方向角关联5.核反应截面，核反应微分截面，核反应产率6，内转换现象7，放射性8，质量损失9、核反应、核反应能、核反应阈能10、轨道电子俘获11、穆斯堡尔效应12.衰变常数、半衰期、平均寿命13、核素、同位素、同中子素、同量异位素、同核异能素、镜像核简要回答和推导：1、试述?能谱的特点，并用中微子假说加以解释。

2.为什么很难观察到核磁共振吸收？介绍了核磁共振法测量核磁矩的原理。

3、产生人工放射性核素的主要途径有哪些？不同途径产生的放射性核素的衰变类型是什么？4、穆斯堡尔效应5、核的壳模型的基本思想6.质谱（磁）仪测量质量的基本原理7、?衰变三种衰变类型的净过程及其衰变条件8、试用核的壳模型推导奇a核的核磁矩表达式9、细致平衡原理10.对于核反应，如果目标核是静止的，入射粒子的能量是ea，而出射粒子在出射方向？方向角处的能量为EB，并尝试推导出反应能Q11、由原子核的比结合能曲线说明裂变能和聚变能的产生，核能与核质量的关系如何？几种类型的计算：1、半衰期、衰变常数、放射性活度、鉴年、人工放射性生长、比活度2、结合能、比结合能3.衰变图（转变能、衰变类型、奇偶性）4？过渡选择规则5、核反应（反应截面、反应能、匹配能量、自旋、入射中子数、出射光子数）计算问题：1、氘核每个核子的平均结合能为1.11mev，氦核每个核子的平均结合能为7.07mev。

则两个氘核结合成一个氦核时将释放多少能量？2.两种放射性核素的半衰期分别为8D和6h。

假设两种放射性药物的放射性相等，放射性物质的摩尔数相差多少倍？3.核外电子的总角动量PJ？6.原子核的总角动量π？12?，那么总角动量pf？4.预言111f(f?1)?，其中f的取值为哪些？147ag会产生+或-衰变？稳定核素的核电荷数是多少？n??,p?8o175、计算历史上第一个人工核反应的反应能和阈能。