原子核物理实验方法

原子核物理实验方法试卷

一、判断题（每题2分，共20分）

1、重带电粒子均为带正电荷的粒子（√）

2、重带电粒子在介质中运动径迹为曲线，电子在介质中的运动径迹近似为直线（ⅹ）

3、对同种材料，电子能量越高，反散射越严重对同样能量的电子，原子序数越低的材料反散射越严重（ⅹ）

4、快电子与物质相互作用时，只考虑电离损失（ⅹ）

5、吸收物质原子序数越大各相互作用截面越大，其中光电效应随吸收物质原子序数变化最大，康普顿散射变化最小（√）

6、脉冲电离室中离子对全部被吸收，所用的时间大约为10 3S（√）

7、脉冲电离室形成的电压脉冲由电子脉冲和离子脉冲两部分组成，两者贡献各占一半（ⅹ）

8、自猝熄G-M计数管所能加的气体只有卤素气体一种（ⅹ）

9、能量低的β粒子从放射源到探测器途中易被吸收（√）

10、闪烁探测器的高压是通过分压器加在光电倍增管（√）

二、选择题（每空3分，共30分）

1、两个湮没光子的能量相同，各等于 B ，两个光子的发射方向相τ差近似 D

A 0.511KeV B 511KeV C 120o D 180o

2102、Po的α粒子能量为5.3MeV，在真空中的射程为3.8cm，平均电离能为34eV，其总电离N为 A

A 1..56*105 B 1.39*106 C 1.56*106 D 1.39*105

3、已知一探测器的实测计数率为n，分辨时间为τ，据此可求得该探测器的平均计数率为

C

A nτ B 1 nτn C 1 nτ nD n 1nτ

4、测量γ射线一般选用 A 闪烁体，测量α射线一般选用 C 闪烁体，测量β射线和中子一般选用 B 闪烁体

A NaI（Tl） B 塑料 C ZnS（Ag） D BGO

5、在进行放射性测量中，要求计数率的相对误差不大于+1%时，要求总的计数N应不小于 B

A 105 B 104 C 103 D 102

6、4π计数法提高了测量精度，误差可减少到 B 左右

A 0.05% B 1% C 5% D 10%

7、在NaI（Tl）中2MeVγ射线相互作用的光电效应、康普顿效应和电子对效应的截面比为1:20:2，入射到NaI（Tl）中的2MeVγ射线的脉冲幅度谱给出的峰总比是 A 1/23

A 大于 B 小于 C 等于 D 以上都不对

三、简答题（每题5分，共25分）

原子核物理实验方法试卷

1、γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式？

答：γ射线与物质发生相互作用：光电效应、康普顿效应、电子对效应

2、比较典型的气体探测器有哪几种？

答：典型的气体探测器有：电离室、正比计数器、G-M计数管

3、与电离室相比，正比计数器有哪些优点

答：正比计数器优点：脉冲幅度大、灵敏度较高、脉冲幅度几乎与原电离的位置无关

4、常用的半导体探测器有哪些？半导体探测器优缺点有哪些？

答：常用的半导体探测器：PN结半导体探测器、锂漂移型半导体探测器、高纯锗半导体探测器

优点：能量分辨率最佳；射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比

缺点：对辐射损伤较灵敏；常用的锗测器，需要低温（液氮）条件下工作，使用不便

5、中子按能量可分为哪几类？中子与物质发生相互作用有哪几种方式？中子探测的方法有哪些？

答：中子分类：快中子、热中子、超热中子、慢中子

相互作用方式：中子的弹性和非弹性散射；中子的辐射俘获、中子核反应、中子裂变反应

中子的探测方法：核反应、核裂变、核反冲、活化法

四、计算题（1、2题每题8分，3题9分，共25分）

1、能量为1.50MeV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。

答：当Eγ=1.5MeV时，查表得μ

2=0.0517cm/g m根据 I=Ioe μx=Ioe μmxm μ=μm*ρ=0.0517cm 2/g*11.34g/cm3=0.5862cm 1 x=Ilnln4000μ0.5862=14.15cm

2、本底计数率25计数/min，测量样品计数率100计数/min，试求对给定总的测量时间来说净计数率精确度最高时的最优比值样品测量时间和本地测量时间之比；若净计数率的相对统计误差为1%，测量总时间的最小值是多少？

解：

tstb 25100

δ + sbb=n nb=75=0.01 sb

tb=13.3min

ts=267min

T=tb+ts=400min

3、已知一γ放射源的活度A为1010贝克，假设该源各向同性地放出γ光子，假设射到一个G-M计数管的光子数位106/s，该G-M计数管输出的脉冲数为104/s，还已知该G-M计数管的分辨时间为2μs，求该G-M计数管的本征效率和总效率。

原子核物理实验方法试卷

解：

n0=1 nτ=1 10 20 10104/s Σ0==1.25% 本征10n104n 6Σ总效率=100 =1.25*10n没有经过计数率修正： Σ0==1% 本征10n 6Σ总效率=100 =10n