核辐射探测1234章习题答案

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。

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 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==；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 2322010128.28186.1295.010026.41-⨯==-=-=βα1-4 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 1228521065.4100.310184.4-⨯=⨯⨯=∆=∆ 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()()()[]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。

<<核辐射探测作业答案>>第一章作业答案 α在铝中的射程3．从重带电粒子在物质中的射程和在物质中的平均速度公式，估算4MeV 的非相对论α粒子在硅中慢化到速度等于零（假定慢化是匀速的）所需的阻止时间（4MeV α粒子在硅中的射程为17.8㎝）。

解：依题意慢化是均减速的，有均减速运动公式： 依题已知：17.8s R cm α== 由2212E E m v v m αααααα=⇒= 可得：82.5610t s -=⨯ 这里 2727132271044 1.6610() 6.646510()44 1.60101.38910()m u kg kg E MeV Jv v m s ααα------==⨯⨯=⨯==⨯⨯==⨯4．10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比是多少？20MeV 的电子穿过铅时，辐射损失率和电离损失率之比是多少？ 解：由22rad dE z E dx m⎛⎫∝ ⎪⎝⎭5．能量为13.7MeV 的α粒子射到铝箔上，试问铝箔的厚度多大时穿过铝箔的α粒子的能量等于7.0MeV? 解：13.7MeV 的α粒子在铝箔中的射程1R α，7.0MeV α粒子在铝箔中的射程2R α之差即为穿过铝箔的厚度d 由 6．当电子在铝中的辐射损失是全部能量损失的1/4时，试估计电子的动能。

27MeV 的电子在铝中的总能量损失率是多少？ 解：不考虑轨道电子屏蔽时 考虑电子屏蔽时12312232634(1)1()[ln((83))]1371841314 6.02310277.3107.9510[((8313)0.06] 3.03/() 3.03/0.437 6.93() 3.03 6.939.9610/e rad e ion z z NE dE r z dx MeV cmdEdx dEMeV cm dx ----+-=+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=-===+=≈和7.当快电子穿过厚为0.40㎝的某物质层后，其能量平均减少了25%.若已知电子的能量损失基本上是辐射损失，试求电子的辐射长度。

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？2、选择放射性同位素辐射源时，需要考虑的几个因素是什么？ 答题要点：射线能量、放射性活度、半衰期。

3、252Cf 可作哪些辐射源？答题要点：重带电粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。

4、137Cs 和60Co 是什么辐射源？能量分别为多少？ 答题要点：γ辐射源；137Cs ：0.662MeV 或0.661MeV ； 60Co ：1.17MeV 和1.33MeV ；第二章 射线与物质的相互作用1、某一能量的γ射线在铅中的线性吸收系数是0.6cm -1，它的质量吸收系数和原 子的吸收截面是多少？按防护要求，源放在容器中，要用多少厚度的铅容器才能 使容器外的γ强度减为源强的1/1000？ 解：已知μ=0.6cm -1，ρ=11.34g/cm 3，则由μm =μ/ρ得质量吸收系数μm =0.6/11.34cm 2/g=0.0529 cm 2/g 由 得原子的吸收截面: A m N Aγμμσρ==232322070.0529 6.02101.8191018.19m A A N cm bγσμ-⎛⎫==⨯ ⎪⨯⎝⎭≈⨯=由 得：()000111000ln ln 33ln 10 2.311.50.60.6I I t I I cm μμ⎛⎫⎛⎫ ⎪== ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭==⨯=或由 得01()1000I t I =时铅容器的质量厚度t m 为： ()()()000332111000ln ln11ln 10ln 100.052933 2.3ln 100.05290.0529130.435/m m m m I I t I I g cm μμμ--⎛⎫⎛⎫ ⎪=-=- ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭=-=-⨯==≈10、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）在物质中的射程值？如果能够求得，请说明如何计算？ 答题要点：方式一：若已知能量损失率，从原理上可以求出射程： 整理后可得：在非相对论情况下：()m m t I t I e μ-=0()t I t I e μ-=0001(/)RE E dE R dx dxdE dE dE dx ===-⎰⎰⎰0202404πE m v R dEz e NB=⎰22E v M =0024'02πE m E R dE z e NM B=⎰212E Mv =则在能量相同的情况下：从而得：方式二：若已知能量损失率，从原理上可以求出射程： 整理后可得：在非相对论情况下：从而得： 在速度v 相同的情况下，上式积分项相同，则12、当10MeV 氘核与10MeV 电子穿过铅时，请估算他们的辐射损失之比是多少？当20MeV 电子穿过铅时，辐射损失与电离损失之比是多少？ 答题要点：已知辐射能量损失率理论表达式为：对于氘核而言，m d =1875.6139MeV ；对于电子而言，m e =0.511MeV ，而它们的电荷数均为1，则10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比为：22222228222220.5117.42101857.6139d e d e de e d Z Z Z m Z NE Z NE m m Z m -==≈⨯222NZm E z dx dE S radrad∝⎪⎭⎫ ⎝⎛-=00001(/)R E E dE R dx dx dEdEdE dx ===-⎰⎰⎰0202404πE m v R dEz e NB =⎰212E Mv =dE Mvdv =21222211R M z R M z =0302404πv m Mv R dv z e N B=⎰222222aa ab ab b b ab a ba bb aM R M z z M R M z z M z R R M z ==⋅=⋅⋅22212211M z R R M z =E e =20MeV 时，在相对论区，辐射损失和电离损失之比有如下表达式：()()700re ZE dE dx dE dx -=-则 20MeV 的电子穿过铅时，辐射损失和电离损失之比为：20822.34700⨯≈第三章 核辐射测量的统计误差和数据处理3 本底计数率是10±1s -1，样品计数率是50±2s -1, 求净计数率及误差。

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：)()(22v R M M v R b ab 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-REMa，Ma=4得 T ≌1.2×107-×17.8×106-×44()s ＝2.136×1012-()s3：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：()20822.34700700()rad iondE E Z dx dEdx*⨯≅=≈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 =ie hv E ε-=220200(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.060.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06Er 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=12220.6 5.3610/11.2/m pb cm cm g g cmμμρ--∴===⨯质量吸收系数 由r N μσ=*可得吸收截面：12322230.61.84103.2810/r cm cm N cm μσ--===⨯⨯ 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 =11.513cm6：已知)1()(tι--=e A t f t 是自变量。

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：P12P12””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：)()(22v R M M v R b a b ba a Z Z =，可求出。

，可求出。

步骤：1先求其初速度。

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。

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：由题意得解：解：由题意得 4MeV a 粒子在硅中的射程为17.8um由T ≌1.21.2××107-REMa，Ma=4得 T T≌≌1.21.2××107-×17.817.8××106-×44()s＝2.1362.136××1012-()s3：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 iondE E Z dx dEdx*´@=»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 =ie hv E e -=220200(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.060.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06Er Ee Mev m c Er q q --´====+-+-+´5:Y 射线束的吸收解：由题意可得线性吸收系数10.6cm m -=，311.2/pb g cm r =12220.6 5.3610/11.2/mpb cm cm g g cm m m r --\===´质量吸收系数 由r N m s =*可得吸收截面：12322230.61.84103.2810/r cm cm N cm m s --===´´ 其中N 为吸收物质单位体积中的原子数2233.2810/N cm =´ 0()tI t I em-=要求射到容器外时强度减弱99.9% ()0.1%0.001tI t e I m-\=\=即t=5In10=11.513cm 6：已知)1()(tι--=e A t f t 是自变量。

核辐射物理及探测学习题集第⼀章习题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=1.013×105Pa 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RZ Z e E c 024)1(53πε-=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236U, 239U 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。

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103cm/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。

核辐射探测第一章填空选择题答案第一章核辐射及其探测原理1. 带电粒子进入物质后，与物质原子的相互作用机制有：带电粒子与靶原子中核外电子的非弹性碰撞、带电粒子与靶原子中核外电子的弹性碰撞、带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞和带电粒子与靶原子核的弹性碰撞。

（课本中答案：电离和激发、非弹性碰撞和弹性碰撞。

）2. 带电粒子的能量损失包括电离损失和辐射损失。

3. 入射带电粒子在物质中因原子的激发和电离在单位路径上引起的能量损失叫电离损失率。

4. 带电粒子受到阻止介质原子核的库仑相互作用，其运动方向和速度发生变化并发射电磁辐射而损失能量，这种电磁辐射称做轫致辐射，又称做轫致X 射线。

5. 4Mev 的α粒子的穿过厚度为其射程1/2的物质后，消耗能量为 D 。

（α粒子在空气中的射程为R 0=0.3185.1αE 3Mev<αE <7Mev ）A. 2.8MevB. 2.52MevC. 1.2MevD. 1.48Mev6. 5Mev 电子入射到铁靶上（Z=26），其辐射损失率和电离损失率之比为： B 。

A. 1:1B. 13:70C. 70:13D. 15:817. 康普顿散射是发生在入射光子与物质原子核外的轨道电子之间的非弹性碰撞。

8. 光子通过物质时和物质原子相互作用，光子被原子吸收后发射轨道电子的现象，称为光电效应，也称光电吸收。

9. 对中子的探测是通过中子和原子核的相互作用产生的带电粒子或γ光子间接进行的。

据中子与原子核相互作用方式的不同，中子的探测方法分为核反应法、核反冲法、核裂变法和活化法。

10. 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。

11. 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。