核辐射测量数据处理习题及答案
- 格式:docx
- 大小:139.18 KB
- 文档页数:5
辐射剂量课后习题答案辐射剂量课后习题答案辐射剂量是研究辐射对人体或物体的影响程度的重要指标。
在学习辐射剂量的过程中,我们经常会遇到一些习题,下面将为大家提供一些常见的辐射剂量课后习题的答案,希望能够帮助大家更好地理解和应用辐射剂量的知识。
习题一:如果一个物体受到的辐射剂量为2.5 mSv,辐射质量因子为1,那么该物体所吸收的等效剂量是多少?答案:等效剂量是辐射剂量乘以辐射质量因子。
根据题目给出的数据,等效剂量= 2.5 mSv × 1 = 2.5 mSv。
习题二:某个地点的背景辐射剂量为0.1 μSv/h,如果一个人在该地点停留了8小时,那么他在这段时间内所受到的辐射剂量是多少?答案:辐射剂量等于辐射强度乘以辐射时间。
根据题目给出的数据,辐射剂量= 0.1 μSv/h × 8 h = 0.8 μSv。
习题三:某种辐射源的活度为10 MBq,半衰期为3天。
请计算该辐射源在5天后的活度是多少?答案:活度随时间的变化可以用指数衰减公式来计算。
活度 = 初始活度×(1/2)^(时间/半衰期)。
根据题目给出的数据,初始活度为10 MBq,半衰期为3天,时间为5天。
代入公式计算,活度 = 10 MBq × (1/2)^(5/3) ≈ 3.16 MBq。
习题四:某种辐射源的半衰期为10分钟,如果初始活度为1000 Bq,那么在30分钟后,该辐射源的活度是多少?答案:同样使用指数衰减公式进行计算。
活度 = 初始活度× (1/2)^(时间/半衰期)。
根据题目给出的数据,初始活度为1000 Bq,半衰期为10分钟,时间为30分钟。
代入公式计算,活度= 1000 Bq × (1/2)^(30/10) = 1000 Bq × (1/2)^3= 1000 Bq × 1/8 = 125 Bq。
习题五:某个地点的辐射强度为0.5 μSv/h,如果一个人在该地点停留了2小时,那么他在这段时间内所吸收的剂量当量是多少?答案:剂量当量等于辐射强度乘以辐射时间乘以辐射质量因子。
核电站辐射测量技术课后题(优秀范文5篇)第一篇:核电站辐射测量技术课后题2.1核辐射测量的分类:一是测量核辐射的粒子数如放射源活度、射线强度及通量密度等;二是测量核辐射粒子的能量。
2.2测量装置包括:辐射源、探测器、电子学记录系统及计算机系统。
2.3低水平放射性测量:辐射防护、环境检测、核电站的辐射测量等通常都是极其微弱的放射性测量被称作低水平放射性测量。
2.4低水平放射性测量通常分3步进行:1.在所关心的地点采集具有代表性的样品;2.用物理或者化学方法处理样品3.测量样品并对测量结果作统计学方面的分析判断。
2.5用于低水平放射性测量的测量装置应该具有这样的特点:能用最少的测量时间得到满足测量精度要求的测量数据,可以探测到的最少样品的放射性活度要大。
(这就需要定义优质因子)2.6本底的主要来源:宇宙射线、周围环境的放射性核素、屏蔽材料及探测器件中的放射性核素2.7降低本底的措施:降低本底,要根据本底的来源,采用不同的措施。
1.铅屏蔽材料中有微量放射性核素,选择放置较长时间的老铅或特殊精练过的铅,可使本底降低2.为减少氡钍射气造成的本底,可以采用有效的通风3.为了降低探测元器件的放射性核素带来的本底,可以采用以石英玻璃代替玻璃壳的光电倍增管,可以先对NAI(T1)晶体经过去钾提纯4.降低宇宙射线中的硬成分的影响可采用反符合屏蔽5.对于接地不良造成的对电子学线路的干扰,可以尽可能缩短放大器与探测器之间的距离,所有电子学仪器都一点接地。
4.1、燃料元件破损监测的方法?①一回路冷却剂γ放射性的连续监测②一回路冷却剂放射性的采样测量③辐照后燃料元件包壳破损的啜漏检测2、燃料元件包壳破损的啜漏检测系统的组成和工作原理?在线:固定在装卸料机上的压缩空气注入单元和抽真空单元;控制和测量单元;记录单元。
离线:水循环采样回路、气体回路、隔热回路;啜漏套筒、过滤器原理:在停堆期间,根据一回路冷却剂放射性跟踪监测提供的信息,将全部或部分燃料燃耗未达到额定值的燃料组件从反应堆卸到燃料水池,先采取在线检测系统对元件包壳破损泄漏监测,进而把泄漏的有破损燃料组件和不带泄漏的完好燃料组件区分开,然后采用离线检测系统定量的测定破损情况。
第二章 气体探测器1、设由平行金属板构成的电极系统,极间距离2cm ,内充氩气1.5个大气压,二极板上加了1000伏的电位差。
问正离子由正极表面漂移到负极表面所需的时间为多少? 解:由w p dp εμμμ+++=()=(公式2.6a )和d t w +=得 ddp t u μ+==22 1.51.371000⨯⨯⨯=4.38(ms )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,具体分为哪几个区? 答:复合区、饱和区、正比区、有限正比区、G-M 计数区、连续放电区。
3、设在平行板电离室中α离子的径迹如图所示,径迹长度为L 。
假设沿径迹各处的单位路程上产生的离子对数N 相等,且电子的漂移速度W -,求电子的电流脉冲。
(假设α粒子的径迹是在瞬间完成的)解:(1)当o t t 0<<时,o D L cos t w --=θ eNL I t w D -()= (2)当0max t t t ≤≤时,exN I t w d-()= 由三角形相似,可推知,D tw x cos --=θ因此,New I t D tw Dcos ---()=()θ(3)当max t>t 时,max d t w-= ,I t ()=0 4、离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么?答:(1)工作条件:前者 RC<<T +后者 T -<RC<<T +(2) 脉冲贡献:前者是正离子的贡献,后者是电子飘移贡献;(3)优点:前者可用于测量入射粒子的能量。
后者可获得较高计数率。
(4)缺点:前者脉冲较宽,限制了计数速度。
后者不能精确测量粒子的能量。
5、有一累积电离室,每秒有104,粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中,已知E α=3.5MeV ,电离室内充的纯氩气,试求累积电离室输出的平均电流。
解: 064195.31010 1.61026.4E n e Q ne I t t tαϖ-===⨯=⨯⨯⨯ =3.211010-⨯(A )6、有一充氩的电离室(F=0.2),试计算用它来测定5MeV 的粒子能量时,所能达到的最佳分辨率。
核辐射探测习题解答5.第一章习题1. 计算Po 210放射源发射的α粒子()MeV E 304.5=α 在水中的射程。
2. 已知MeV 1质子在某介质中的电离损失率为A ,求相同能量的α粒子的电离损失率。
3. 试计算Cs 137KeV E 662=γγ射线发生康普顿效应时,反冲电子的最大能量。
4. 计算Cs 137的γ射线对Al Fe Pb ,,的原子光电吸收截面及光电子能量。
从中可得到什么规律性的启迪?已知k ε分别为KeV KeV KeV 559.1,111.7,001.88。
5.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。
第二章习题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.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103 cm/s )。
4.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4之图5.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 ?6.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?7.为什么圆柱形电子脉冲电离室的中央极必须为正极?8.试说明屏栅电离室栅极上感应电荷的变化过程。
9.什么屏栅电离室的收集极必须是正极?10.离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么?11.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?12.为什么正比计器的中央丝极必须是正极?13.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?14.有一充氩之正比计数器。
复合 区饱合 区正比区有限 正比 区G | M 区工作电压(V)离子对收集数v0连续放电区1. 电离室、正比计数管和盖革—弥勒(G —M)计数管;电离室。
2. δ电子。
3. 辐射光子、发射俄歇电子、亚稳原子。
4. 利用收集核辐射在气体中产生的电离电荷来探测核辐射。
5.6. 电流电离室、脉冲电离室、累计电离室。
7. 第一步,假设回路中没有负载电阻,求出极板a 、b 间的电荷量Q ;第二步,根据高斯定律,即正电荷靠哪个极板近,哪个极板上产生的感应电荷多;第三步,得出正离子漂移所引起的负感应电荷在回路中流过的电荷量-q;第四步,外回路电流结束后,流过外回路的总电荷量为? 8. 正比,Cew E C e N V ⋅-=-=009.λR λCLR C '1C)(0t I )(t V 0C)(0t IR )(t V10. 脉冲幅度谱峰值一半处所对应的全宽度称为半高宽,用FWHM表示,V V FW HM σ355.2=∆=;能量分辨率定义为探测器微分脉冲幅度分布谱中的特征峰半高宽与峰值所对应的脉冲幅度之比,用η表示,EEV V ∆=∆=ηη或 11. 入射带电粒子进入正比计数管灵敏体积后,使气体分子或原子电离,生成N0个离子对(初电离)。
初电离电子在电场作用下向中心阳极漂移过程中,不断和气体分子或原子碰撞而损失能量,又不断地从电场获得能量,离中心收集极越近,电场越强,在r=r0处,电场强度足够大,可以使初电离电子获得更大冲量而使气体分子或原子电离(次电离),次电离电子又会产生新的次电离。
于是电子不断地增殖,增殖的结果将产生大量的电子和正电子,这就是气体放大的过程。
12. 非自持放电、同轴圆柱型。
13. 坪特性。
14. 【优点】:制造简单,价格便宜,易于操作,输出脉冲幅度大,对电子学线路要求简单;【缺点】:死时间长,不能用于高计数率场合。
15. 10≈νM16. ①G-M 计数管的电荷增殖主要是由光电子引起的雪崩决定的,而正比计数管主要是由电离电子引起;②正比计数管每次雪崩在管内都是对应于入射辐射产生初始自由电子的那一侧,即气体放大只是在管内局部区域发生,而对于G-M 技术管,光子是各个方向发射的,所以雪崩放大是在整个管子范围内,不管初始电离发生在管内何处,雪崩放电都会逐渐包围整个阳极丝。
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 强度存在正比关系 峰边界道的确定目的: 峰位对应的单个计数小,精度不够高;而且整个高斯分布都是同一能量 射线作用的,所以常用整个分布的计数和作评价计算用 峰边界道:整个高斯分布的起始道、终 止道。起始道就是峰的左边界,终止道就是峰的右边界。 峰边界道的确定,直接影响峰面积的计 算 峰边界道的确定方法: 1)根据观察谱线,直接输入左右边界道址 2)各寻峰法中确定峰边界的 方法来确定(简单比较法 导数法 对称零面积法) 3)用峰的全宽度确定峰边界道址 重峰分析: 寻峰,判断是否重峰,并确定重峰个数,及各峰的能量;选择重峰分析方法 [非线性 最小二乘拟合法 分支比法(剥谱法) ] ,按重峰个数进行解谱,求解各个峰的面积。 含量计算: 根据上面求得的峰面积, 计算元 (核) 素的含量 (或强度) 方法: 绝对法 相对法 (单 标法多标法) 场晕的三要素是什么? 答: 场晕的变化幅度 变化性质 变化原因 多元线性回归分析需要进行什么检验? 答:1.回归方程的显著性检验 总离差平方和 回归平方 和 偏差平方和 F 检验 复相关系数检验 2.回归系数的显著性检验 趋势面分析的基本思想、目的是什么?请写出一个二维四阶的趋势面方程。趋势面方程需要进 行什么检验? 答:基本思想:用数学面拟合观测值中区域变化的趋势, 进而分离出局部性变化。 目的:提取观测值中的趋势部分,排除随机干扰,分离出有价值剩余值。趋势面检验:拟合度检 验 F 检验 剩余价值评价 趋势图 剩余等值图
聚类分析与判别分析有何异同点? 答:判别分析是判定一个或几个未知类别的样品究竟是属于 哪一个已知类的多元统计分析法, 而聚类分析是通过不同地质体货地质现象的某些共同属性的相 似程度来进行分析。 判别分析必须遵守从已知到未知的原则, 聚类分析则直接对样品或变量进行 分析,然后进行解释。 聚类分析常用分类统计量有哪些? 答: 距离系数与矩阵 (相关系数 夹角余弦)及其矩阵 蒙特卡罗方法 :是以概率统计理论为基础,通过随机模拟统计试验来得出某事件发生的频率或随 机变量的数学期望(算术平均值) ,从而求解数学物理工程技术问题近似解的数值方法。随机模 拟:对客观世界中的随机现象(原子核的衰变、射线与物质的相互作用等)用计算机从数量上进 行“模仿 ”“仿真 ”,以求出某些必要的参数或物理量。 蒙特卡罗法:优点 1)能比较逼真地描述具有随机性质的事物的特点及物理实验过程,它从实际 问题本身出发, 而不从方程或数学表达式出发, 直观、形象。 2)受几何条件限制小 (可以多维) 。 3)收敛速度与问题的维数无关。 4)具有同时计算多个方案与多个未知量的能力。 5)误差容易 确定,程序构造简单,易于实现。 缺点 1)收敛速度慢,对于维数少的问题,不如其它方法好。 若要提高一个数量级,试验次数 N 需要增加两个数量级 2)误差具有概率性。 蒙特卡罗方法的误 差为概率误差 蒙特卡罗方法的基本思想和解题步骤 :1、根据实际问题,构造合适的概率模型(将不具随机性质 的问题转化为随机性质) 。2、使问题的解对应于该概率模型中随机变量的某些特征值 (如数学期 望、方差等) 。 3、根据概率模型的特点和问题要求,设计抽样方法,确定抽样次数。 4、在计算 机上产生随机数并抽样,对概率模型做大量的试验。 5、统计处理试验结果,求出特征值的估计 值,作为问题的近似解。 伪随机数的产生方法?: 乘同余法 乘加同余方法(混合同余法) 加同余方法 取中方法 伪随机数需进行的检验? 1、均匀性检验 2、独立性检验 随机数的抽样方法有哪些? 1、离散型随机变量的直接抽样 2、连续型随机变量的直接抽样 3 舍 选抽样法 核数据处理的理论计算 第一节: 1.在时间 t 内,放射源放出粒子的平均值 100 。试求:在时间 t 内放出 103 个粒子的概率。
2. 测量计数值 n 为 100 ,则绝对误差和相对误差各为多少? 3. 已知本底计数率为 10/min 总的计数率为 160/min 要求相对标准误差小于等于 1%求测量本底
计数及总计数时间
4.分别测量 10 分钟得计数率 1010cpm,则计数率的绝对误差和相对误差各为多少? 5.测量 30 次得如下数据: 29, 37, 27, 33, 35, 32, 36, 35, 24, 30, 30, 23, 19, 29, 32,
27, 27, 27, 26, 30, 21, 28, 28, 33, 24, 34, 14, 30, 24, 24,请计算平均值的绝对误差和相对误差。
6. 测量数据如习题 5,请计算 、 Me 、 极差、方差和变异系数。
第二节 1.两次测量的计数是 1010 和 1069,检验数据的可靠性。 (取显著水平 α =0.05,查表得: kα = 1.96)
2.分别测量 10 分钟得两个计数率 1128cpm 和 1040cpm,问计数设备工作是否正常? (显著水平 α =0.05, kα = 1.96) 3.测量 6 次数据: 293727333532 ,数据是否正常 ?(取显著水平 α 1=0.05, α 2=0.95)
4.某污染监测仪的本底计数约为 2cpm,本底和样品测量时间各 10 分钟,试确定判断限 测下限 L2 和定量下限 L3(相对误差小于 10%),要求 α、 β≤ 0.05(Ka=Kβ=1.645)
L1 和探
第三节 1.请用五点算术滑动平均法计算 490 道 —506 道谱数据的光滑后的数值。
2.请用五点简单比较法判断该段谱数据是否有峰存在? 边界的道址 ;并用线性本底法计算该峰的峰面积。 (k=1)若有,请求出该峰的峰位和左、右
3.已知能量为 103.2keV 射线实测谱线的峰位为 196 道 ,能量为 1596.4keV 射线实测谱线的峰位为 3680 道。 1) 请计算能量刻度系数。 ( E=a+b*ch) 2) 用刻度好的系数,计算峰位为 1494 道的射线峰的能量。