核辐射探测作业参考答案第一章作业答案民在铝中的射程R3.2104A0.318E23.2104-270.318420.00157q2.7RP3.2104A(旦)1.81023.210427()1.81020.00111q9.32.79.33.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a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(4MeVc粒子在硅中的射程为17.8cm)o解：依题意慢化是均减速的，有均减速运动公式：V)2s2sVo2E v V%at%t1at02-mv217.8cm可得：依题已知：2mt2.56108sm4u41.661027(kg)6.64651027(kg)这里E4MeV41.601013J2271vVo1.38910(mgs)4 .10MeV的笊核与10MeV的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比是多少？20MeV勺电子穿过铅时，辐射损失率和电离损失率之比是多少?解:raddEdx draddEdx erad2 .Zd Ed2md-2 ze Ee2- me1102mn mp2 me2mimpno 29.109534 10 282 2.9581.6749543 1024 1.6726485 10 24dEdXraddEdx ion2Ee mec 21600mec20 0.511 821600 0.5111681.902817.62.0575 .能量为13.7MeV的a粒子射到铝箔上，试问铝箔的厚度多大时穿过铝箔的a粒子的能量等于7.0MeV?解:6 3.7MeV的5粒子在铝箔中的射程R1,7.0MeVa粒子在铝箔中的射程R2之差即为穿过铝箔的厚度R3.2104ARo3和Ro0.318E2d R1 R 2 3.23.2 10 4 22.77.39 103cm104_JAAL(RoAl31Ro 2)(0.318 13.72 0.318 72)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勺电子在铝中的总能量损失率是多少?解:(dE)dX(吗(dE)radiondXdX已知dEdX)raddEdX(dE)rad(dE).(dX)ion14341得到4132(Ee mec )1600mec2鸣又由公式dXrad(三).dX2、/(EemeC)12-Z1600mec23z13mec20.511MeV1(16000.511)Ee0.5111320.9640.51120.453MeV不考虑轨道电子屏蔽时dEdX)rad4z2NEe137re2(ln4 1322.7 6.022 102Ee2 mec23I一273)27137223266.38 10 1010(4.66(2.82 10 13)2ln2 270.5110.33)2.76MeV/cm(根据-dE即(dEdXdXdEdX)ion)rad2、(EemeC)Z)ion1600miec2dEdX)rad(Eemec2)z1600miec2也出0.437817.62.76MeV-TZc6.31MeV/cm(270.511)1316000.511dEdEdE(-)(d-)ion(-)rad2.76MeV/cm6.31MeV/cm9.07MeV/cmdXdXdX考虑电子屏蔽时一一1dE4z(z1)NEe2o1()rad二-ereln(83z3)dx137181413146.0231022277.31037.951026(83133)0,063.03MeV/cmdE()ion3.03/0.4376.93dxdE()和3.036.939,9610MeV/cmdx7.当快电子穿过厚为0.40cm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:_xmEe高xm9xx0.40-7E0/-%m9x0-比-xgE075%eeee0.40In0.75x。0.4x01.39cmIn0.758.能量为1.25MeV的丫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o解:IIex查附录6表弁用内插法得1.25MeV的射线在铅中的质量系吸收数0.07080.0517,m0.07080.250.06701.51.0m pb0.0670 11.3 0.7571(cm1)所以咤16.9080780.75710.75719.124(cm)9.一准直的丫光子束，能量为2.04MeV,穿过薄铅片，在200方向测量次级电子，求在这个方向发射的光电子和康普顿反冲电子的能量是多少？（铅的R=88.1keV,Bi=15keV）.解：Math7台匕R光电子目匕下K层L层的能量分别为EeErBk2.040.08811.95MeVEeErB2.040.0152.035MeV康普顿电子能量：已知200，由ctg(1E)tgmec22.75(1-24)tg-0.5112得tg-0.55cosEce1 tg 21 0.32521 0.3251tg 2_ 2Er (1 cos )2-L 一Tmuc Er (1 cos )0.5355_2-2.04(1 0.53)0.511 2.04 (1 0.53)1.32MeV11.一个2MeV的丫光子射在探测器上，遭受两次相继的康普顿散射逃离。若两次散射的散射角度分别是30o和60o,沉积在探测器中的反冲电子的总能量是多少?解:由E；ErEl cos meC得出：e；- 1工1.312(MeV)1 cos3000.5111.312E；-T 口5)11 cos600.511所以探测器中沉积能量为：EE；E20,5741.426(MeV)第二章作业答案1. 活度为5.55109Bq的14C射线源(射线的平均能量为50keV)置于充Ar的4电离室内，若全部粒子的能量都消耗在电离室内，求饱和电流是多少？解：3饱和电流I饱和=ne=5,551091.610191.68106(A)W26.4(由于是4电离室,且电离室对B的本征效率100%,因此丁总=100%)。2. 极间距离为5cm,具有150pF电容的平行版电离室工作在电子灵敏方式。计算离阳极2cm处形成1000个离子对产生的脉冲幅度？解：对于平行版电离室，电子对脉冲幅度的贡献为VNeX。Vmax.cd依题意x0=2cm,d=5cm,c=150pF,N0=1000,e=1.6X10-19C_19_10001.6103,八7八八Vmax1226.410(V).1501054. 一个具有比较好的信噪比特性的放大器给定10mV勺最小输入脉冲。如果测量500keV的X射线，在一个具有200pF的充A正比计数管中需要多大的气体放大因子?解:N。ExW 10 105 105ev 1893926.4ev3 200 10 125.28 10 11凄 1.6 10 1981014Vmax660MN0eV.cNe依题已知Vmax = 10mV c=200pF e= 1.610-19c僦气的平均电离能W26.4ev.E=500kev=5X105evEx5105evN018939W26.4ev312111010200105.2810M5660510519810141.6101926.4B的计数率减少补充题1当G-M计数管的窗厚加60mg/cm2时,一半。试求这种放射源发射的B射线的最大能量是多少?解:根据B射线吸收规律，窗厚为xm时进入G-M管灵敏体积内的B强度为IIemxmIIemxm窗厚以后，穿过窗进入G-M管灵敏体积的B射线强度为EIIoem(xm0.6)计数减少一半，即I 0eI 0em ( xm0.6)0.0611.55(cm2 / g)又由m22E33max最后得到1T254.1 分 E max22 (11.551严 1.623 MeV补充题2:用锢（In）片活化法测量热中子通量密度，已知锢片s=4cm2,xm=100mg/cn2,锢中115In的丰度为95.7%,热中子活化截面145b。将锢片放在中子场中照射6小时后取出，等待20分钟开始测量116In的放射性，测量10分钟测得计数率为164000cps,求照射的热中子通量密度。（116mIn的半衰期为54.1分,116In半衰期为14.1秒）解：活化反应为115In(n,Y)116mIn根据题意知，锢片内的115In的核素为smN1s-mNA95.7%1 A40116.02210230.957114.82Ee meC21600meC1T254.1分钟(dE)()rad又由公式一dX(dE)dXion推出2、 /(EemeC)1-2- z二1600mec3z132mec20.511MeV1(16000.511)Ee0.5111320.9640.51120.453MeVln2tT22.135104s110分钟测得的总计数为1640006010N(1et0)et1et22 1021 145 10 242.135 10 42 1021 145 10 24(12.135 10 4 6 60 602.135 10 4 20 602.135 10 4 30 60、e)(ee)2.135 10 4(0.99) (0.744 0.681)1.251021.251027.87105