核辐射测量数据处理习题及答案

第七章作业答案1.设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。

解：51525(,)!5(0;5)0.00670!5(0;5)0.03371!5(0;5)0.08422!NN r r r r N P N N e N P e P e P e ----=⋅=⋅==⋅==⋅= 在1秒内小于或等于2的概率为：(0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++=2.若某时间内的真计数值是100，求得到计数为104的概率。

解：高斯概率密度函数为：222220.012102()2(100104)4(;,)100,10104(104;100;10)0.0145N N P N N e N N P e e σσσ⋅-----======== 5.本底计数率n b =15计数/min,测量样品计数率n 0=60计数/min,试求对给定的测量时间t b +t s 来说净计数率精确度最高时的最优比值t b /t s ;若净计数率的误差为5％，t b 和t s 的最小值是多少？解：2:2:1s b s b t t t t ====若要使净计数率的误差为5％1122222211222222()60(6015)17.778().(6015).(5%)()15(6015)8.889().(6015).(5%)s s s s b s s b n b s b b s b n n n n t n n n n n t n n δδ+⋅+⋅===--+⋅+⋅===-- 6.为了探测α粒子，有两种探测器可以选择，一种的本底为7计数/min,效率为0.02;另一种的本底为3计数/min,效率为0.016,对于低水平测量工作，应选用哪一种探测器更好些？解：Q 为探测器的优质因子，其值越大，探测器性能越好。

2251252120.02 5.71070.0168.53103b Q n Q Q Q Q --===⨯==⨯<∑∴选用效率为0.016的探测器更好.。

4. ×
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. √
10. ×
五、主观题（参考）
1.基本步骤包括数据采集、数据预处理、谱分析、剂量率计算和结果报告。每一步骤的重要性在于确保数据的真实性、准确性和可靠性，以及为辐射防护提供科学依据。
2.闪烁计数器：利用辐射在闪烁体中产生光信号，适用于γ和β射线探测。电离室：利用辐射在气体中产生电离，适用于γ射线探测。固态探测器：基于半导体材料，适用于α、β和γ射线探测。
( )
11.在核辐射监测数据解析过程中，以下哪个环节可能出现人为误差？
A.数据采集
B.数据传输
C.数据处理
D.数据报告
( )
12.下列哪种核辐射探测器对温度变化最敏感？
A.闪烁计数器
B.电离室
C.固态探测器
D.气体探测器
( )
13.关于核辐射监测数据的处理，以下哪个说法正确？
A.数据处理过程中无需考虑本底辐射
2.下列哪些探测器可以用于监测α粒子？
A.闪烁计数器
B.电离室
C.固态探测器
D.胶片探测器
( )
3.核辐射监测数据解析中，以下哪些方法可以用于数据分析？
A.统计分析
B.谱分析
C.时间序列分析
D.图形分析
( )
4.以下哪些措施可以减少核辐射监测中的人为误差？
A.提高监测人员培训
B.使用标准化的操作流程
B. β粒子计数器
C. γ射线光谱仪
D.中子探测器
( )
9.在核辐射监测数据解析中，以下哪个参数可以用于估算辐射源的类型？
A.线谱特征
B.剂量率
C.能量范围
D.辐射角

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。

8.从工作原理、应用条件、注意事项等方面简述
氡气测量的工作方法。 9.采用金硅面垒型半导体α能谱仪测量得到的α射 线谱，纵坐标和横坐标通常是如何表示的？ 10.简述α射线能量与多道的道址、脉冲的幅度之 间的关系。
第五章思考题
• 1.探测γ射线的主要核辐射探测器有哪些？ • 2.照射量率是怎样定义的？试分析照射量率与 粒子注量率、能注量率之间的关系？ • 3.什么是γ照射量率常数，常用的主要数据有 那些？ • 4.简述γ射线探测中的大、中、小探测器模型 的基本概念。
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请同学们努力！
• • 1.分析讨论二项式分布、泊松分布和正态分布之 间的关系。 2.若某时间内的真计数值是100个计数，求计数为
104的概率，并求出计数值落在96到104范围内的
概率。
•
3.本底计数率是10±1/s，样品计数率是50±2/s，
求净计数率及误差。
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第七章 思考题
2.Rn-222的长寿子体有哪些？
3.Rn-220与其子体达到放射性平衡的时间是多少
时间？
4.什么是放射性标准样品？
5.α点源与α面源的异同点有哪些？ 6.β放射性样品的薄源与厚源主要区别有哪些？
第四章 思考题
7.在低水平α 测量中，为什么不用重屏蔽而能获得
较好的测量结果?
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第六章 思考题
• 1.简述X 射线荧光的产生与莫塞莱定律。 • 2.简述俄歇效应与荧光产额的关系。 • 3.X射线吸收有何特性。 • 4.常用的X射线激发源有哪些。 • 5.如何进行X射线荧光定量分析。 • 6.简述X射线荧光分析干扰因素及其校正措施。

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。

核辐射试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 核辐射的主要来源是什么？A. 宇宙射线B. 地壳中的放射性物质C. 人造放射性物质D. 所有以上选项答案：D2. 哪种辐射类型对人体伤害最大？A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C3. 辐射防护的基本原则是什么？A. 时间、距离、屏蔽B. 增加辐射剂量C. 减少辐射时间D. 以上都不是答案：A4. 辐射剂量单位“希沃特”（Sv）表示什么？A. 辐射能量B. 辐射剂量C. 辐射源的强度D. 辐射防护设备5. 哪种物质可以作为γ射线的屏蔽材料？A. 铅B. 铝C. 木头D. 塑料答案：A6. 辐射对人体的影响可以分为哪两类？A. 急性和慢性B. 内部和外部C. 物理和化学D. 局部和全身答案：A7. 辐射防护的“时间”原则指的是什么？A. 减少暴露时间B. 增加暴露时间C. 暴露时间与辐射剂量无关D. 以上都不是答案：A8. 哪种类型的核事故可能导致大量放射性物质释放？A. 核反应堆故障B. 核武器试验C. 核潜艇事故D. 核废料泄漏答案：A9. 核辐射对人体的急性效应通常在多长时间内出现？B. 数天C. 数周D. 数月答案：A10. 辐射防护的“屏蔽”原则指的是什么？A. 增加辐射源的强度B. 减少辐射源的强度C. 增加辐射暴露时间D. 减少辐射暴露时间答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 辐射剂量单位“格雷”（Gy）表示辐射吸收的______。

答案：能量2. 辐射防护的“距离”原则指的是______。

答案：增加距离3. 核辐射对人体的慢性效应可能包括______。

答案：癌症4. 辐射防护的“屏蔽”原则中，铅的密度是______。

答案：11.34 g/cm³5. 辐射对人体的局部效应可能表现为______。

答案：皮肤烧伤6. 辐射防护的“时间”原则中，暴露时间与辐射剂量的关系是______。

答案：正比7. 辐射剂量单位“希沃特”（Sv）与“格雷”（Gy）的关系是______。

1000 2 cm 2 atn V E 2 u 1.37 4.57 10 cm s P 1. 5 s V cm atm
漂移时间 t d u 2 4.57 10 2 4.37 ms 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 I (t ) 、
ph 1.33 10 32 82 5 4.93 10 23 cm 2
E e 661.661 88.001 573.660 KeV
1
对 Fe ， Z 26 ， K 7.111KeV
ph 1.33 10 32 265 1.58 10 25 cm 2
2
对（a）： I (t )
eu 0 ； Q t 0 ； Q 0 。 d eu 1.6 10 19 10 3 I (t ) 0.8 10 16 A d 2 I (t ) 0

（ 0 t 2ms ）； （ t 2ms ）。 （ t 2 ms ）； （ t 2ms ）。
2.36
F 0.68 N0
式中 N 0 为入射粒子在灵敏体积内产生的离子对数
E 200 10 3 7.60 10 3 W 26.3 取法诺因子 F 0.3 F 0.68 0.3 0.68 2.36 2.36 2.68 10 2 2.68% N0 7.60 10 3 N 0
A

z2 p
R0 3.2 10 4 2 3.88 24.8m
z2 p mp Ep
2. 已知 1MeV 质子在某介质中的电离损失率为 A ，求相同能量的 粒子的电离损失率。 答： 所以 3. 试计算 答： 4. 计算 答：

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。

第一章习题答案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。

答：先求α粒子在空气中的射程cm E R 88.3304.5318.0318.05.15.10=⨯==α由1001A A R R ρρ= 对多种元素组成的化合物或混合物，因为与入射粒子的能量相比，原子间的化学键能可以忽略，所以其等效原子量∑=ii i A n A式中i n 为各元素的原子百分数。

对空气而言，81.30=A ，在标准状态下，33010226.1--⋅⨯=cm g ρ，所以04102.3R AR ρ-⨯=对水而言 21631132=+==∑ii i A n A 在水中的射程m R AR μρ8.2488.32102.3102.3404=⨯⨯⨯=⨯=--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。

答：1611144222222,,=⨯⨯=⋅⋅==pp p ppp ion ion E m z E m z v z v z S S αααααα所以 A S ion 16.=α3. 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。

答： MeV h c m h E e 478.0662.02511.01662.02120max ,=⨯+=+=νν4. 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。

答：Cs 137的γ射线能量为MeV h 662.0=ν，525410625.61371324545Z K ph ⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==-σσ25321033.1cm Z ⨯⨯=-对Pb ，82=Z ，KeV K 001.88=ε()2235321093.4821033.1cm ph --⨯=⨯⨯=σKeV E e 660.573001.88661.661=-=对Fe ，26=Z ，KeV K 111.7=ε()2255321058.1261033.1cm ph --⨯=⨯⨯=σKeV E e 550.654111.7661.661=-= 对Al ，13=Z ，KeV K 559.1=ε()22753210938.4131033.1cm ph --⨯=⨯⨯=σKeV E e 102.660559.1661.661=-=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：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：)()(22vR 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 粒子在硅中的射程为17.8um由T ≌1.2×107R E Ma，Ma=4得T ≌1.2×107×17.8×106×44s＝2.136×1012s3：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 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 Mevie hv E220200(1cos )2.04(1cos20) 4.16160.060.3947(1cos )0.511 2.04(1cos20)0.511 2.040.06Er Ee Mev m c Er 5:Y 射线束的吸收解：由题意可得线性吸收系数10.6cm ，311.2/pb g cm 12220.6 5.3610/11.2/m pbcm cm gg cm 质量吸收系数由r N 可得吸收截面：12322230.61.84103.2810/r cm cmN cm 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 要求射到容器外时强度减弱99.9%()0.1%0.001t I t e I 即t=5In10=11.513cm6：已知)1()(tιe A t f t 是自变量。

S 2

1 30
30 i 1
(zi

2
z)

27.58
B S *100% 18.6% Z
成都理工大学 马英杰
预备知识—问答题
• 放射性测量统计误差的规律？ • 精度的计算，提高测量精度的方法有哪些？ • 放射性测量中的统计误差与一般测量的误差
的异同点？ • 样本的集中性统计量有哪些？ • 样本的离散性统计量有哪些？
差各为多少？
解: 绝对误差 100 10
相对误差 r
100 100
10%
成都理工大学 马英杰
预备知识—习题
• 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的时间至少各为多少？
解:
na nb
160 10
k>kα，所以差异显著，设备工作不正常
成都理工大学 马英杰
数据的预处理—习题
3.测量6次得如下数据：29，37，27，33，
35，32，数据是否正常? （取显著水平
α1=0.05，α2=0.95）
(查表

2 0.95

1.145
,

2 0.05
11.070 )
解:
n 1 (29 37 27 33 35 32) 32 6
解: b (1596 .4 103 .2) /(3680 196 ) 0.43
a 103 .2 (0.43 *196 ) 19.0
E 19.0 0.43*1494 661.4keV
成都理工大学 马英杰
谱数据处理—问答题

辐射测量题库及答案详解辐射测量是核科学与技术领域中的一个重要分支，涉及到放射性物质的检测、评估和控制。

以下是一个辐射测量题库及答案详解，供学习者参考。

一、单选题1. 辐射测量中，哪种类型的辐射是最常见的？- A. X射线- B. 伽马射线- C. 贝塔射线- D. 阿尔法射线答案：B 伽马射线是最常见的辐射类型之一，因为它在自然界和人为活动中都广泛存在。

2. 以下哪个设备常用于测量伽马射线？- A. 盖革计数器- B. 闪烁计数器- C. 热释光剂量计- D. 氡探测器答案：B 闪烁计数器是专门用于测量伽马射线的设备。

3. 辐射防护的基本原则是什么？- A. 尽可能减少辐射暴露- B. 尽可能增加辐射暴露- C. 忽略辐射暴露- D. 只关注高剂量辐射答案：A 辐射防护的基本原则是尽可能减少辐射暴露。

二、多选题1. 以下哪些因素会影响辐射测量的准确性？- A. 测量设备的校准状态- B. 环境背景辐射- C. 测量人员的技术水平- D. 测量时间的长短答案：A, B, C 设备校准、环境背景和操作者的技术水平都会影响测量结果的准确性。

2. 辐射测量中，哪些单位可以用来表示辐射剂量？- A. 格雷（Gray）- B. 贝可勒尔（Becquerel）- C. 希沃特（Sievert）- D. 库尔（Curie）答案：A, C 格雷和希沃特是辐射剂量的单位，贝可勒尔是放射性活度的单位，库尔是放射性强度的单位。

三、判断题1. 所有类型的辐射都是有害的。

- 答案：错误并非所有类型的辐射都是有害的，例如，低剂量的辐射在某些情况下可能对健康有益。

2. 辐射测量时，测量人员应该尽可能靠近辐射源。

- 答案：错误测量人员应该保持安全距离，以减少不必要的辐射暴露。

四、简答题1. 描述辐射测量的基本步骤。

- 答案：辐射测量的基本步骤包括：选择合适的测量设备，校准设备，选择合适的测量位置，进行测量，记录数据，分析数据，并根据需要采取防护措施。

3.核辐射测量数据采集过程中，数据预处理是必要的步骤。（）
4.闪烁探测器对α粒子的探测效率最高。（）
5.核辐射防护的主要目的是减少人体接受到的辐射剂量。（）
6.在核辐射数据处理中，数据压缩可以用来提高数据的精确度。（）
7.辐射剂量率与照射时间成正比。（）
8.便携式辐射剂量仪可以用于测量环境中的总辐射水平。（）
4.请解释在核辐射监测中为什么需要进行环境本底校正，并说明具体的校正方法。
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. D
3. A
4. D
5. D
6. C
7. D
8. C
9. A
10. D
11. D
12. D
13. A
14. C
15. C
16. D
17. B
18. C
19. D
20. B
二、多选题
1. ABC
B.数据存储
C.数据分析
D.报告生成
16.以下哪些是核辐射环境监测的主要任务？（）
A.监测环境辐射水平
B.评估辐射对环境的影响
C.监测放射性物质的排放
D.管控辐射源的使用
17.核辐射测量中，以下哪些方法可以用于数据校正？（）
A.校正曲线
B.交叉校准
C.环境本底校正
D.理论计算校正
18.以下哪些探测器适用于现场快速核辐射监测？（）
A.环境温度
B.湿度
C.辐射类型
D.测量仪器的精度
5.在核辐射数据处理中，以下哪个步骤是错误的？（）
A.数据预处理
B.数据平滑
C.数据插值
D.数据忽略
6.核辐射测量数据采集过程中，以下哪个环节可能出现数据丢失？（）

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。

<<核辐射探测作业答案>>第一章作业答案α在铝中的射程3423.210(0.2850.005)0.0015(cm)R E E ααα-=⨯+=4 1.824 1.8213.210()10 3.210()100.00111(cm)9.3 2.79.3P P E R q --=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=4． 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： ()()22200.511821681.902 2.0571********.511817.6e e rad e iondE E m c z dx dE m c dx ⎛⎫ ⎪++⨯⎝⎭≈===⨯⎛⎫ ⎪⎝⎭ 5．能量为14MeV 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? 求入射α粒子的能量为多少时，他在铝中的射程为能量为14MeV 的α粒子在铝中射程的一半？解：(1)14MeV 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432o 412123342233.210R (0.2850.005)3.210)3.2100.00514)14(0.2850.0057)7)7.8010o o o Al R R E E d R R R R cmαααααααααρ----=⨯⨯=+=-=⨯-=⨯+⨯⨯-+⨯⨯=⨯和 (2) 32o R (0.2850.005)E E ααα=+R 1/R 2 = 1/2 = 3211(0.2850.005)E E αα+ /3222(0.2850.005)E E αα+ E 2 = 9.23 MeV6．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：()()())14()1)1433()4rad ion rad rad ion dE dE dE dX dX dXdE dX dE dXdE dX dE dX -=-+--=--==-(已知得到( 22222)()1600()()116003130.5111(16000.511)30.5111320.9640.51120.453rad e e e ion e e e e e dE E m c dX z dE m c dXE m c z m c z m c MeVE MeV-+≈⨯-+∴⨯===⨯⨯∴=-=-=(又由公式不考虑轨道电子屏蔽时 2222321322232622421()(ln )13732.7 6.0221041327227127(2.8210)[ln ]1370.51136.38101010(4.660.33)2.76/()()357.6430.431600817.6()e e rad e e rad e e e ion z NE E dE r dX m c MeV cmdE E m c z dX dE m c dX---=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯-=⨯⨯⨯⨯-=-+⨯===⨯-根据7 22() 2.76() 6.31/(270.511)13()[][]16000.5111600rad ion e e e dE dE MeV dX MeV cm E m c z dX m c --===+⨯+⨯⨯⨯即 ()()() 2.76/ 6.31/9.07/ion rad dE dE dE MeV cm MeV cm MeV cm dX dX dX∴-=-+-=+= 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 cm dE dxdE MeV 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。