核辐射探测作业答案(免费)

核辐射探测

作业参考答案

<<核辐射探测作业答案>> 第一章作业答案

α在铝中的射程

33

4

42

23.2100.318 3.2100.31840.00157R E q αα--=⨯⨯=⨯⨯=

4 1.824 1.8213.210()10 3.210()100.001119.39.3

P P E R --=⨯⨯=⨯⨯=

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：

｛02012t v v at

s v t at =-=- ｛0

02v t a

v a s

==

2s

t v =

依题已知：

17.8

s R c m α== 由2

212E E m v v m αααααα

=⇒= 可得：

8

2.5610t s -=⨯

这里 27271322

71044 1.6610() 6.646510()

44 1.60101.38910()

m u kg kg E MeV J

v 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

⎛⎫

∝ ⎪⎝⎭

()()()()2222822222242422

1109.10953410 2.958110 1.674954310 1.672648510d d n p drad

d e e e n p e erad

e z E dE m m m m dx dE z E m m m dx m --⨯⎛⎫ ⎪⨯+⎝⎭⇒=====⨯⎛⎫+⨯+⨯ ⎪⎝⎭()()22

200.511821681.902

2.0571********.511817.6e e rad e ion

dE E m c z dx dE m c dx ⎛⎫

⎪

++⨯⎝⎭≈===⨯⎛⎫

⎪⎝⎭ 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

432

o 4

121233

4

2233.210R 0.3183.210)

3.21013.70.3187)

2.7

7.3910o o o Al

R E d R R R R cm

αα

αα

αααα----=⨯==-=⨯-=⨯⨯-⨯=⨯和

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：

()()())14()1)1433()4rad ion rad

rad

ion

dE dE dE dX dX dX

dE dX dE dX dE dX dE dX -

=-+--=--==

-(已知得到

( 2

2

222)()1600()()11600313

0.5111

(16000.511)

30.511

13

20.9640.51120.453rad e e

e ion e e e e e dE

E m c dX z dE m c dX

E m c z m c z m c MeV

E MeV

-+≈⨯-+∴⨯===⨯⨯∴=-=-=(又由公式

不考虑轨道电子屏蔽时

222

232

1322232622

421()(ln )1373

2.7 6.022*******

227127(2.8210)[ln ]

1370.5113

6.38101010(4.660.33)2.76/()()35

7.6430.431600817.6()e e rad e e rad

e e e ion z NE E dE

r dX m c MeV cm

dE E m c z dX dE m c dX

---=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯-=⨯⨯⨯⨯-=-+⨯===⨯-根据7 2

2

() 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

1

231223263

4(1)1

()[ln((83))]13718

41314 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

dx dE

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。 解：

000

090.4090

075%0.40ln 0.750.4

1.39ln 0.75

m

om

m

om x x x x

x

x x x x E E e

E

e e e e E x x cm -----======-=-=

=由

8．能量为1.25MeV 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。 解：

0x I I e μ-= 查附录

6表并用内插法得1.25MeV 的γ射线在铅中的质

量系吸收数

0.07080.0517

0.07080.250.06701.5 1.0

m μ-=-

⨯=-

而10.067011.30.7571()m pb cm μμρ-==⨯=