核輻射探測器及核電子學(xué)(共22頁)

1、核輻射探測器與核電子學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題一、 填空題（20分，每小題2分）1 粒子與物質(zhì)相互作用的形式主要有以下兩種：激發(fā)、電離2 射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下三種：康普頓散射、光電效應(yīng)、形成電子對3 射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下四種：激發(fā)、電離、形成離子對、形成電子-空穴對、軔致輻射4 由NaI(Tl)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，分辨時(shí)間約為：幾s；-計(jì)數(shù)管的分辨時(shí)間大約為：一百s。5 電離室、正比計(jì)數(shù)管、G-M計(jì)數(shù)管輸出的脈沖信號(hào)幅度與入射射線的能量 成正比。6 半導(dǎo)體探測器比氣體探測器的能量分辨率高，是因?yàn)椋浩潴w積更小、其密度更大、其電離能更低、其在低溫下工作使其性能穩(wěn)定、氣體探測器有放大

2、作用而使其輸出的脈沖幅度離散性增大7 由ZnS(Ag)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，一般用來探測射線的強(qiáng)度8 由NaI(Tl)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，一般用來探測、X 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 9 電離室一般用來探測、X、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。10 正比計(jì)數(shù)管一般用來探測、X 射線的 能量11 -計(jì)數(shù)管一般用來探測 、X 射線的 強(qiáng)度12 金硅面壘型半導(dǎo)體探測器一般用來探測 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 13 Si(Li)半導(dǎo)體探測器一般用來探測 、X射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 14 HPGe半導(dǎo)體探測器一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量15 對高能射線的

3、探測效率則主要取決于探測器的有效體積16 對低能射線的探測效率則主要取決于 “窗”的吸收17 -計(jì)數(shù)管的輸出信號(hào)幅度與工作電壓無關(guān)。18 前置放大器的類型主要分為以下三種： 電壓型、電流型、電荷靈敏型19 前置放大器的兩個(gè)主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配 。20 譜儀放大器的兩個(gè)主要作用是：信號(hào)放大、脈沖成形21 濾波成效電路主要作用是：抑制噪聲、改造脈沖波形以滿足后續(xù)測量電路的要求 22 微分電路主要作用是：使輸入信號(hào)的寬度變窄和隔離低頻信號(hào) 23 積分電路主要作用是：使輸入信號(hào)的上升沿變緩和過濾高頻噪聲 24 單道脈沖幅度分析器作用是：選擇幅度在上下甄別閾之間的信號(hào) 25 多道脈沖幅度分

4、析器的道數(shù)（M）指的是：多道道脈沖幅度分析器的分辨率 26 譜儀放大器的線性指標(biāo)包括：積分非線性INL、微分非線性DNL 二、 名詞解釋及計(jì)算題（10分，每小題5分）1. 能量分辨率: 表征射線譜儀對能量相近的射線分辨本領(lǐng)的參數(shù)，可用全能峰的半高寬度FWHM或相對半高寬度表示2. 探測效率：定義為探測器輸出信號(hào)數(shù)量(脈沖數(shù))與入射到探測器(表面)的粒子數(shù)之比3. 儀器譜：由儀器(探測器)探測(響應(yīng))入射射線而輸出的脈沖幅度分布圖，是一連續(xù)譜4. 能譜：脈沖幅度經(jīng)能量刻度后就可以得到計(jì)數(shù)率5. 全能峰：入射粒子以各種作用方式(一次或多次)將全部能量消耗在探測器內(nèi)而形成的儀器譜峰6. 逃逸峰：若光

5、電效應(yīng)在靠近晶體表面處發(fā)生，則X射線可能逸出晶體，相應(yīng)的脈沖幅度所對應(yīng)的能量將比入射光子能量小，這種脈沖所形成的峰稱為全能峰7. 特征峰：許多放射源本身具有特征X射線它們在能譜上形成的峰為特征X射線峰8. 分辨時(shí)間：第一個(gè)脈沖開始到第二個(gè)脈沖幅度恢復(fù)到Vd的時(shí)間，該時(shí)間內(nèi)探測器無法記錄下進(jìn)入計(jì)數(shù)管的粒子9. 死時(shí)間：入射粒子進(jìn)入計(jì)數(shù)管引起放電后，形成了正離子鞘，使陽極周圍的電場削弱，終止了放電。這時(shí)，若再有粒子進(jìn)入就不能引起放電，直到正離子鞘移出強(qiáng)場區(qū)，場強(qiáng)恢復(fù)到足以維持放電的強(qiáng)度為止。這段時(shí)間稱為死時(shí)間。10. 試粗略計(jì)算6.0MeV的粒子在電離室和金硅面壘探測器中產(chǎn)生的初始電離(離子對數(shù)目

6、)，并以此說明金硅面壘半導(dǎo)體探測器能量分辨率比正比計(jì)數(shù)管高的原因。電離室是氣體探測器，金硅面壘探測器是半導(dǎo)體探測器，它們的平均電離能(W)大約分別為30eV和3eV。所以：電離室產(chǎn)生的初始電離(N1)=6000000/30=200000（對）金硅面壘探測器產(chǎn)生的初始電離(N2)=6000000/3=2000000（對）可見，N2比N1大10倍，即N2因統(tǒng)計(jì)漲落產(chǎn)生的相對標(biāo)準(zhǔn)差比N1小，金硅面壘探測器的能量分辨率(FWHM)比電離室好。三、 論述題（30分，每小題10分）1 簡述閃爍計(jì)數(shù)器探測射線的工作過程。答題要點(diǎn)：發(fā)光過程、光電轉(zhuǎn)換過程、電子倍增過程、信號(hào)形成過程1.發(fā)光過程：入射粒子使閃爍

7、體的原子核激發(fā)電離產(chǎn)生熒光光子2.光電轉(zhuǎn)換過程：熒光光子在光電倍增管的光陰極（K極）上由于光電效應(yīng)而轉(zhuǎn)化為光電子3.電子倍增過程：K極發(fā)出的電子在第一打拿極上打出的N倍電子第一極在第二極上打出N倍電子，最后在陽極上收集到一大群電子4.脈沖信號(hào)形成過程：陽極上的電子在前置放大器上通過放大形成脈沖信號(hào)2 簡述核輻射探測器探測效率曲線的一般特征。（曲線自己畫哈）1.E較低時(shí)，隨入射能量E增加而增加；取決于窗口吸收2.E增大到一定數(shù)值，到達(dá)最大值，在一定時(shí)間保持穩(wěn)定3.E繼續(xù)增大，隨E的增大而減小，此時(shí)取決于探測器厚度3 簡述正比計(jì)數(shù)器的工作原理。正比計(jì)數(shù)器工作于正比區(qū)，在離子收集的過程中出現(xiàn)氣體放大

8、現(xiàn)象，即被加速的原電離離子在電離碰撞中逐次倍增而形成電子雪崩。于是，在收集電板上感生的脈沖幅度將是原電離感生的脈沖幅度的M倍，即，M為氣體放大系數(shù)，No為原電離離子對數(shù)，Co為K,C兩電極間電容，負(fù)號(hào)表示負(fù)極產(chǎn)生脈沖。并且在確定的工作條件下，氣體放大倍數(shù)與原初電離無關(guān)。4 簡述多道脈沖幅度分析器的一般構(gòu)成及其工作特征。答題要點(diǎn)：三個(gè)組成部分脈沖峰值保持器、ADC、MCB。四個(gè)過程脈沖峰值保持過程、ADC過程、數(shù)據(jù)處理過程、復(fù)位過程。1 基本構(gòu)成：脈沖峰值保持器 ADC 多道數(shù)據(jù)緩存器 外設(shè)PC2工作過程：峰值保持過程：信號(hào)進(jìn)入脈沖峰值保持器，跟信號(hào)并保持峰值到復(fù)位信號(hào)，同時(shí)在峰位過去后給ADC

9、發(fā)出啟動(dòng)變換的信號(hào) A/D變換過程（數(shù)字化過程）：ADC被啟動(dòng)進(jìn)行一次變換，當(dāng)變換結(jié)束時(shí)，輸出變換結(jié)果m（m代表道址，脈沖幅度，能量），同時(shí)輸出一個(gè)變換信號(hào)給MCB計(jì)數(shù)過程（寄存器計(jì)數(shù)方式）：首先是MCB從RAM的第m個(gè)寄存器讀出原有的讀數(shù)Nm，再加上1（Nm=Nm+1），接下來將Nm再寫回第m個(gè)寄存器5 簡述前置放大器的作用、分類及主要特點(diǎn)。，1.主要作用：提高系統(tǒng)的信噪比減小信號(hào)經(jīng)電纜傳送時(shí)外界干擾的影響阻抗匹配（由于D的Rin很大，屏蔽能力弱。所以需進(jìn)行幅度放大或功率放大）2.分類及特點(diǎn)：積分放大器：包括電壓靈敏型電荷靈敏型：特點(diǎn)是輸出信號(hào)幅度正比與輸出電流對時(shí)間的積分即輸出信號(hào)的幅度與

10、探測器輸出的總電荷量成正比 電流型放大器：包括電流靈敏前置放大器；特點(diǎn)輸出信號(hào)波形與探測器輸出電流信號(hào)的波形保持一致6 簡述譜儀放大器中微分電路、積分電路、基線恢復(fù)器的主要作用。1.微分電路作用：a、使長尾變短，減小信號(hào)的堆積（高通濾波相當(dāng)于隔直電容（注：對噪聲信號(hào)無用）b、高通濾波2.積分電路的作用：a、使前沿變緩，后沿不變b、低頻通過，高頻濾去，低頻濾波3.基線恢復(fù)器作用：將信號(hào)產(chǎn)生的“基線”（輸出端的直流電壓，恢復(fù)到“先前”的水平）7 簡述穩(wěn)譜電路的工作原理。1.首先說穩(wěn)譜電路分類：硬件穩(wěn)譜軟件穩(wěn)譜2.硬件穩(wěn)譜工作原理：由上下道輸出脈沖選入可逆計(jì)數(shù)器，進(jìn)行差值計(jì)數(shù)（上道作減法，下道作加法

11、），其結(jié)果經(jīng)數(shù)模變換器轉(zhuǎn)換成控制電壓，去調(diào)整閃爍計(jì)數(shù)器的高壓。當(dāng)峰位右移輸出脈沖幅度增大時(shí)，則n上>n下，可逆計(jì)數(shù)器輸出數(shù)減小，經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到電壓值降低，使高壓降低，閃爍體輸出幅度變小。反之，當(dāng)輸出脈沖幅度變小時(shí)，n上>n下，可逆計(jì)數(shù)器輸出數(shù)增大，經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到電壓值增高，使電壓上升，閃爍體輸出幅度變大，通過以上反饋，使脈沖幅度得以保持。軟件手選譜工作原理：通過重新進(jìn)行能量刻度的方法來穩(wěn)譜8 簡述開關(guān)電源(DC/DC變換器)的工作原理及其特點(diǎn)。能量分辨率探測效率用途使用環(huán)境價(jià)格注意事項(xiàng)氣探較好較高、中子。重帶電粒子高壓、常溫便宜電壓積分性。外界電磁場干擾閃爍較高高常溫有的較復(fù)、大部分貴

12、工作環(huán)境溫度、濕度、電壓穩(wěn)定性半導(dǎo)探高低、中子。重帶電粒子有的可在常溫、有的需高溫大部分貴工作環(huán)境溫度四、 綜合題（40分，每小題20分）1 以表格方式比較氣體探測器、閃爍計(jì)數(shù)器、半導(dǎo)體探測器的主要特性、特點(diǎn)(著重比較探測器效率、能量分辨率、價(jià)格、用途及使用中的注意事項(xiàng)等)。氣體探測器閃爍計(jì)數(shù)器半導(dǎo)體探測器能量分辨率中低高探測效率低高中使用環(huán)境價(jià)格低中高主要用途其它2 畫出單道脈沖幅度分析器的工作原理圖、工作波形，簡述其工作過程及主要特點(diǎn)。（1）工作原理圖 其中反符合電路邏輯功能如下表：符合主場1001反符合主場0011輸出1000（2）工作波形（3）工作過程：a、Vi<VL:上下甄別器

13、均無輸出，反符合電路無輸出b、VL<Vi<Vu:上 無輸出，下 有輸出，反符合電路有輸出c、Vi>Vu：上下甄別器均有輸出，反符合電路無輸出（4）主要特點(diǎn)：a、單道脈沖幅度分析器由上下甄別器及反符合電路組成 b.只有輸入脈沖落入給定電壓（閾電單）范圍（VuVL）內(nèi)時(shí)才有邏輯脈沖輸出，只有得到信號(hào)輸入端單獨(dú)有信號(hào)的才有輸入，若都有或都無信號(hào)輸入則無輸出，測量誤差較大c針測一個(gè)能譜仍需逐點(diǎn)改變閾值，易受儀器不積定影響d、結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，可以選擇幅度范圍或能量范圍作為校正信號(hào)3 畫出一般的線性脈沖放大器的原理框圖、指出各部分的主要作用、主要節(jié)點(diǎn)的波形變化。答題要點(diǎn)：五個(gè)組成部分

14、微分電路或極零相消電路、可調(diào)放大電路、積分電路、輸出級、基線恢復(fù)器、(限幅器)4 畫出無源CDD基線恢復(fù)器的電路簡圖，簡述其工作原理。（簡圖自己畫）D1，D2為孿生二極管，特性完全一致。工作過程：a.充電過程：當(dāng)脈沖來時(shí)，電容充電（左正右負(fù)），u0增加，因?yàn)镈2接地UD-U0UD，所以D1截止，I1經(jīng)D2接地，充電電流為I2，沖到脈沖結(jié)束為止 b.放電過程：脈沖過后，由于Uc作用，U0為負(fù)，D1導(dǎo)通，D2截止（U0=U0+UD1），流過D1電流I1=2I2，所以電容C以電流I2放電5 畫出一般線性放電法多道脈沖幅度分析器的原理框圖、簡述其工作過程、指出各主要節(jié)點(diǎn)的波形變化、給出變換時(shí)間的計(jì)算公

15、式。O脈沖峰值保持器ADC多到數(shù)據(jù)緩存器外設(shè)PC/uPO MCA MCB工作過程：a. 峰值保持過程：信號(hào)進(jìn)入脈沖峰值保持電路，跟蹤信號(hào)并保持峰值到復(fù)位信號(hào)，同時(shí)要峰值過去后給ADC發(fā)出啟動(dòng)變換的信號(hào)b. A/d轉(zhuǎn)換過程（數(shù)字化過程）：ADC被啟動(dòng)進(jìn)行一次變換，當(dāng)變換結(jié)束時(shí)輸出變換結(jié)果m（m代表道址，脈沖幅度，能量），同時(shí)輸出一個(gè)變換結(jié)束信號(hào)給MCBc. 數(shù)據(jù)處理過程（寄存器計(jì)數(shù)）：首先是MCB從RAM的第m個(gè)寄存器中讀出原有數(shù)據(jù)Nm，再加I（Nm=Nm+I），接下來將Nm在寫回第m個(gè)寄存器d. 復(fù)位過程：讀寫結(jié)束，電路復(fù)位，允許輸入信號(hào)進(jìn)入峰值保持器。6 NaI閃爍伽瑪探頭的基本構(gòu)成及其工作

16、過程。（基本構(gòu)成自己畫）工作過程：a. 發(fā)光過程：受激原子退激時(shí)發(fā)射紫外光過程b. 光電轉(zhuǎn)換過程：閃爍體發(fā)出的光子到達(dá)PMT的光陰極（K極），發(fā)生光電效應(yīng)c. 光電倍增過程;光電子進(jìn)入PMT，逐級倍增過程，A 106倍（36）nd. 信號(hào)形成過程：PMT產(chǎn)生的大量電子在A極（陽極）上被收集，形成脈沖信號(hào)核技術(shù) 探測復(fù)習(xí)材料一、簡答題：（共 35 分）1帶電粒子與物質(zhì)發(fā)生相互作用有哪幾種方式？（5分） 與原子核彈性碰撞；（核阻止）（1分）與原子核的非彈性碰撞；（軔致輻射）（1分） 與核外電子彈性碰撞； （1分）與核外電子的非彈性碰撞；（電離和激發(fā)）（1分） 正電子湮滅；（1分）2氣體探測器兩端收

17、集到的離子對數(shù)和兩端外加電壓存在一定的關(guān)系。具體如下圖所示。（5分） 填空: 復(fù)合區(qū)（1分）飽和區(qū)（電離室區(qū)）（1分） 正比（計(jì)數(shù)）區(qū)（1分） 有限正比區(qū) （1分） G-M區(qū) （1分） 注：1）有限區(qū)的0.5分 3通用閃爍體探頭的組成部件有那些？為什么要進(jìn)行避光處理？（5分） 答案要點(diǎn)1）閃爍體（1分）、光學(xué)收集系統(tǒng)（1分）（硅油和反射層）、光電倍增管（1分）、 2）光電倍增管的光陰極（1分）具有可見光光敏性（1分），保護(hù)光電倍增管。4PN結(jié)型半導(dǎo)體探測器為什么要接電荷靈敏前置放大器？（5分） 答：由于輸出電壓脈沖幅度h與結(jié)電容Cd有關(guān)（1分），而結(jié)電容 隨偏壓（2分）而變化，因此當(dāng)所加偏壓不

18、穩(wěn)定時(shí)，將會(huì)使h發(fā)生附加的漲落，不利于能譜的測量；為解決該矛盾，PN結(jié)半導(dǎo)體探測器通常不用電壓型或電流型前置放大器，而是采用電荷靈敏前置放大器。電荷靈敏放大器的輸入電容極大，可以保證 C入 >> Cd ，（2分）而 C入是十分穩(wěn)定的，從而大大減小了Cd變化的影響?？梢员ＷC輸出脈沖幅度不受偏壓變化的影響。 注）1所有講述半導(dǎo)體探測器原理得1分5衡量脈沖型核輻射探測器性能有兩個(gè)很重要的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)是指什么？為什么半導(dǎo)體探測器其中一個(gè)指標(biāo)要比脈沖型氣體電離室探測器好，試用公式解釋？（5分） 答案要點(diǎn)：第1問： 能量分辨率（1.5分）和探測效率（1.5分） 注：1）答成計(jì)數(shù)率得1分 第

19、2問： （1分） （1分） 6中子按能量可分為哪幾類？常用的中子探測方法有哪些？（5分） 答案要點(diǎn)：第1問：快中子、熱中子、超熱中子、慢中子 答對3個(gè)以上得1分 第2問：核反沖法（1分）核反應(yīng)法（1分）、活化法（1分）、核裂變法（1分）7.試定性分析，分別配以塑料閃爍體及NaI(T1)閃爍晶體的兩套閃爍譜儀所測得0.662MeV g射線譜的形狀有何不同？（5分）答案：由于塑料閃爍體有效原子序數(shù)、密度及發(fā)光效率（3點(diǎn)得1分） 均低于NaI(T1)閃爍晶體，對測得的0.662MeV g射線譜的形狀，其總譜面積相應(yīng)的計(jì)數(shù)（得1分）、峰總比（得1分）、全能峰的能量分辨率（得1分）均比NaI(T1)閃爍

20、晶體差，甚至可能沒有明顯的全能峰（得1分）。 注：抓住要點(diǎn)給分，1個(gè)要點(diǎn)1分二、證明題：（共 10 分）1試證明光子的光電效應(yīng)是光子與原子整體相互作用，而不是與自由電子發(fā)生相互作用。（5分）證明：假設(shè)光電效應(yīng)只與自由電子發(fā)生相互作用，那么應(yīng)該滿足動(dòng)量和能量守恒定理。假如何光子能量E=h（得1分）,動(dòng)量P=h/c（得1分）；根據(jù)相互作用滿足能量守恒定理，則電子能量E=h=mc2（得1分），電子動(dòng)量P=（h/c2）×v（得1分）； 由于電子速度小于光子速度，所以 PP（得1分），動(dòng)量不守恒所以得證光子的光電效應(yīng)是光子與原子整體相互作用。2（5分）利用誤差傳遞公式 若對某放射性樣品重復(fù)測量

21、K次，每次測量時(shí)間t相同，測得的計(jì)數(shù)為N1、N2，Nk,試證明計(jì)數(shù)率平均值的統(tǒng)計(jì)誤差為：證明： 三、計(jì)算題。（共 55 分）1. （5分）畫出下圖輸出電路的等效電路，并標(biāo)明極性。答：評分標(biāo)準(zhǔn)：1）等效電路圖3分 具體分配，電流源、電容、電阻位置正確各得1分 2）極性 2分，只要正確標(biāo)出和說明極性均得2分 注：1) 只有極性沒有等效電路圖不得分 2.（5分）試計(jì)算充Ar脈沖電離室和正比計(jì)數(shù)器對5MeV 粒子的最佳能量分辨率.(取 法諾因子,Ar的平均電離能為26.3eV)解：對充Ar脈沖電離室： 對充Ar正比計(jì)數(shù)器：3（5分）能量為1.50MeV的放射源放在鉛容器里，為了安全，必須使容器外的強(qiáng)度

22、減小為原來的1/1000,試求容器壁至少需多厚。解：4.（6分）當(dāng)單能粒子被準(zhǔn)直得垂直于硅P-N結(jié)探測器的表面時(shí)，單能射線峰的中心位于多道分析器的480道。然后，改變幾何條件使粒子偏離法線45°角入射，此時(shí)看到峰漂移至460道。試求死層厚度（以多道道址表示）。解：當(dāng)能量為損失E0的粒子垂直入射時(shí) 0 設(shè)粒子在探測器死層內(nèi)的能量為E1則探測器靈敏體積得到的能量為（E0-E1）譜峰位在460道 E0-E1=480G (G代表能量刻度系數(shù)，沒寫不扣分) （得1分）當(dāng)450時(shí) 死層內(nèi)能量損失為E2 （得2分）探測器靈敏體得到的能量為（E0-E2）= 460G （得1分）(480-460)G=

23、 得： （得1分）注：評分按步驟逐步進(jìn)行。5 （6分）本底計(jì)數(shù)率25計(jì)數(shù)/min,測量樣品計(jì)數(shù)率100計(jì)數(shù)/min,試求對給定總的測量時(shí)間來說凈計(jì)數(shù)率精確度最高時(shí)的最優(yōu)比值樣品測量時(shí)間和本地測量時(shí)間之比;若凈計(jì)數(shù)率的相對統(tǒng)計(jì)誤差為1，測量總時(shí)間的最小值是多少？解：沒有單位或者單位不對的扣掉1分；計(jì)算結(jié)果不對的，按步驟扣掉一半的分。6. （6分）絕對峰效率為30的NaI（T1）閃爍探測器，對57Co點(diǎn)源的122kev射線測量15min光電峰計(jì)數(shù)180000個(gè)。然后同樣的源置于離表面積為314平方毫米的Si(Li)探測器的表面為10記錄60min得到一個(gè)譜。如果在7.1kev的KX射線峰下面的計(jì)數(shù)

24、為1200個(gè)，那么在這個(gè)能量時(shí)Si(Li)探測器的效率是多少？（對于57Co的特征X射線和射線的強(qiáng)度比X/分別為：對6.40kev的K線為0.5727，對7.1kev的K線為0.7861。）解：依題意可得57Co源122kev的射線強(qiáng)度則7.1kev的KX射線強(qiáng)度為7. （6分）已知一放射源的活度A為1010貝克，假設(shè)該源各向同性地放出光子，假設(shè)射到一個(gè)G-M計(jì)數(shù)管的光子數(shù)為106/s，該G-M計(jì)數(shù)管輸出的脈沖數(shù)為104/s，還已知該G-M計(jì)數(shù)管的分辨時(shí)間為20us,求該G-M計(jì)數(shù)管的本征效率和總效率。解：計(jì)算結(jié)果不對的，按步驟扣掉這一步一半的分。8. （8分）1.詳細(xì)分析2MeV g射線在閃

25、爍體中可產(chǎn)生哪些次級過程?2.并計(jì)算該g射線在NaI(T1)單晶譜儀的輸出脈沖幅度譜上，康普頓邊緣與單逃逸峰之間的相對位置。3.并畫出下列兩種情況下該g射線在NaI(T1)單晶譜儀的輸出脈沖幅度譜圖1)NaI(T1)晶體為中等晶體時(shí) 2)NaI(T1)晶體為無限大晶體時(shí)解：1）光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，電子對效應(yīng)。（全對得2分，不全者得1分） 2）單逸峰 E=2-0.511=1.249Mev (得1分) 散射光子最小能量= 反沖電子最大能量即康普頓邊緣 （得1分） 3)中等晶體 注：每標(biāo)對1個(gè)得0.5分4）無限大晶體，畫對給全分9. （8分）設(shè)在平行板電離室中粒子的徑跡如圖所示,徑跡長度為L,假設(shè)

26、沿徑跡各處的單位路程上產(chǎn)生的離子對數(shù)N相等,且電子的漂移速度W,試求電子的電流脈沖。LD解：分三種情況討論：1）當(dāng)時(shí)，即電子全部到達(dá)正極板，電子的電流脈沖；（得2分）2）當(dāng)時(shí)，即沒有電子到達(dá)正極板，此時(shí)電子的電流脈沖：；（得2分）3）當(dāng)，即有部分電子到達(dá)負(fù)極板，此時(shí)電子的電流脈沖：電子可以看作時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)逐漸到達(dá)正極板的，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律得下面方程 （得2分）解得已到達(dá)正極板得電子數(shù):,還剩下電子數(shù)：，此時(shí)電子的電流脈沖： （得2分）注：最后一題屬于拔高題，根據(jù)答的情況酌情給學(xué)生分?jǐn)?shù)。核輻射探測器與核電子學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題五、 填空題（20分，每小題2分）27 粒子與物質(zhì)相互作用的形式主要有以下

27、兩種： 康普頓散射、散射、光電效應(yīng)、激發(fā)、形成電子對、電離、發(fā)射電子、發(fā)射光子、形成離子對、形成電子-空穴對、軔致輻射 。28 射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下三種： 康普頓散射、散射、光電效應(yīng)、激發(fā)、形成電子對、電離、發(fā)射電子、發(fā)射光子、形成離子對、形成電子-空穴對、軔致輻射 。29 射線與物質(zhì)相互作用的主要形式有以下四種： 康普頓散射、散射、光電效應(yīng)、激發(fā)、形成電子對、電離、發(fā)射電子、發(fā)射光子、形成離子對、形成電子-空穴對、軔致輻射 。30 由NaI(Tl)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，分辨時(shí)間約為： 零點(diǎn)幾、幾、十幾、幾十、幾百 s；-計(jì)數(shù)管的分辨時(shí)間大約為： 零點(diǎn)幾、幾、十幾、幾十、一百、幾百

28、s。31 電離室、正比計(jì)數(shù)管、G-M計(jì)數(shù)管輸出的脈沖信號(hào)幅度與 入射射線的能量、初始電離產(chǎn)生的離子對數(shù)、初始電離產(chǎn)生的電荷總數(shù) 成正比。32 半導(dǎo)體探測器比氣體探測器的能量分辨率高，是因?yàn)椋?其體積更小、其密度更大、其電離能更低、其在低溫下工作使其性能穩(wěn)定、氣體探測器有放大作用而使其輸出的脈沖幅度離散性增大 。33 由ZnS(Ag)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。34 由NaI(Tl)組成的閃爍計(jì)數(shù)器，一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。35 電離室一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射

29、線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。36 正比計(jì)數(shù)管一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。37 -計(jì)數(shù)管一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。38 金硅面壘型半導(dǎo)體探測器一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。39 Si(Li)半導(dǎo)體探測器一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。40 HPGe半導(dǎo)體探測器一般用來探測 、X、帶電粒子、重帶電粒子 射線的 能量、強(qiáng)度、能量和強(qiáng)度 。41 對高能射線的探測效率則主要取決于 射線的能量、“窗”的吸收、射線的強(qiáng)度、探測器的有效體積、探測器材料的密度、探測器材料的有效原子系數(shù) 。42 對低能射線的探測效率則主要取決于 射線的能量、“窗”的吸收、射線的強(qiáng)度、探測器的有效體積、探測器材料的密度、探測器材料的有效原子系數(shù) 。43 -計(jì)數(shù)管的輸出信號(hào)幅度與 入射射線的能量、工作電壓 無關(guān)。44 前置放大器的類型主要分為以下三種： 電壓型、電壓-電流型、電流型、電流-壓電