核辐射测量方法
成都理工大学
主讲教师:葛良全
教师团队:共4位
“核辐射测量方法”是我校核工程与核技术、核技术、辐射防护与环境工程等三个本科专业的主干课程。该课程最早可溯源于1956年的 “放射性地球物理勘探”(归属于原北京地质学院三系),当时课程名称为放射性探测方法,第一任主讲老师是我国著名的地球物理学家秦香菱院士。1965年,随着三系整建制迁入成都地质学院,并一直不间断地延续至今。1986年“放射性地球物理勘探”专业改建为“核电子学与探测技术”专业,1992年按国家教委的专业目录调整为“核技术应用”专业,1998年再次调整为“核工程与核技术”专业。在专业的不断调整过程中,核辐射测量方法始终是核类专业的主干课程之一。经几代教师的耕耘与不断创新,我校核辐射测量教研组先后在原子能出版社、地质出版社出版了《放射性测量方法》、《放射性勘探方法》、《核地球物理勘查》、《核方法原理》和《核辐射测量原理》等经典教材,被我国同类大专院校所广泛采用。 2007年,为适应我国核电建设与核技术应用行业对核类专业人才培养的要求,我校进行了新一轮核类三个专业的培养方案和教学大纲修订,组织编写了《核辐射测量方法讲义》(已列入国防科工委十二五规划教材名为《核辐射测量方法》)和《辐射物理与辐射探测实验》两本教材,分别作为核辐射测量方法课程的课堂教学和实践教学课本。这两本现用教材,不仅论述了经典的核辐射测量方法原理、方法技术和实验教学内容,而且融合了近几年来国内、外在核辐射测量方法上的最新科研成果。
※<习题一>
1. 当电子的速度为1.7×108m/s时,它的动能和总能量为多少?
2. 放射性核素的活度经过多少个半衰期以后,可以减少至原来的15%、7%、0.1%?
3. 已知32P、14C、238U的半衰期14.26d、573a、4.468×109a,试求他们的衰变常数。
4. 已知226Ra的T1/2=1.6×103a,原子至来年各位226.025u,求1g226Ra(不包括子体)每秒钟发射的α粒子数。
5. 试验测得226Ra的α能谱精细结构铀Tal=4.785MeV(95%)和TA2=4.602MeV(5%)两种α粒子组成,试计算:1)子体222Rn的反冲能;2)226Ra的α衰变能;3)激发态222Rn发射的γ光子能量。
6. 画出40K的衰变纲图(简图)。
7. 推导放射性核素的原子数随时间呈指数规律衰减。
※<习题二>
1. 一准直的γ光子束(能量为2.04MeV), 薄铅片,并在20°方向测量次级电子,试问在此方向的光电子和康普顿反冲电子能量各位多少(铅的BK=88.1KeV,BL=15KeV)。
2. 某一能量的γ射线在铅中的线吸收系数为15px-1,试问它的质量吸收系数和原子截面为多少?
3. 简述β+ 衰变和β— 衰变的区别。
4. 按照防护要求,需要多厚的前容器才能是源射到容器外的γ射线强度减弱1000倍?(假设γ射线在铅中的线吸收系数为10px-1)。
5. 随着入射γ射线能量的变化,γ射线与物质相互作用的主要效应所占比例如何变化
※<习题三>
1. 计算40K1.46MeVγ射线在NaI单晶能谱仪的输出脉冲幅度谱上,康普顿边缘与单逃逸峰之间的相对位置。
2. 试详细分析2.62MeVγ射线在闪烁体中可产生那些次级过程?
3. 什么是γ能谱的放射性“谱平衡”?
4. 试画出137Cs伽玛射线源在NaI(Tl)闪烁计数器为探测器的仪器谱,并解释各谱峰的形成机理。
5. 画出γ能谱仪的基本框图,并说明各个部分的作用。
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※<习题四>
1. β G-M管能否探测γ射线? α G-M管能否探测β射线?请简述原因。
2. 论述β射线与物质相互作用方式主要有哪些?
3. 请解释β衰变放出的β粒子的能谱,为什么是连续谱。
4. 请列举常用的β射线探测的探测器有哪几种?
5. 设用正比计数器测量α粒子强度,每分钟计数5×105个,假如该正比计数器的分辨率为3微秒,试校正技术损失。
6. 用于α粒子探测常用的探测器有哪些?
7. 简述土壤氡测量常用方法。
8. 土壤氡测量的主要影响因素,以及与地质潜势之间的关系。
9. 在氡-钍射气测量中如何确定氡射气和钍射气的浓度?
※<习题五>
1. 试论述能量色散X射线荧光分析对元素进行定性、定量分析的基本原理
2. 计算X荧光粒子在半导体探测器硅中损失50KeV能量所产生的电子-空穴对数的平均值和方差。
3. 简述NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸以及对谱线的影响。
4. 请问如果要分开铜和锌的K特征X射线,Si(Li)探测器的能量分辨率需要多高(用百分数表示)。
5. 简述HPGe探测器在X荧光测量中相比较Si(Li)探测器的优点。
※<习题六>
1. 计算由1MeV的中子产生的反冲质子的动能,反冲角为0°、10°、30°、60°。
2. 简述中子测量的几种方法。
3. 简述中子探测器的分类,和常用的中子探测器有哪些
4. 请论述中子测量在地质领域的应用。
5. 进行放射性测量时,若要求计数率的相对误差不大于1%、2%、5%时,要求总的计数N应分别不小于多少?
6. 辐射源+本底计数6分钟的计数为4521次,仅本底时6分钟计数为478。则辐射源的净计数为多少,其标准偏差为多少?
7. 在上题中如果两次测量时间共为12分钟,请问如何分配两次测量时间使得净计数的标准偏差最小。
8. 某一辐射探测计数系统对本底的固有平均计数为50次/min,引入一放射源测量10分钟后得到的总计数为1875次。经过24小时后,重复测量10分钟,得到计数为875次,请问:1)这个源的半衰期为多长?2)计数统计误差引起的半衰期期望的标准偏差是多少?
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