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文件名称:核辐射测量原理-作业答题要点.配套清华大学,复旦大学,北京大学合编的原子核物理实验方法.docx
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更新时间:2025-06-24
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文档摘要

第一章辐射源

1、谈谈你所感兴趣的一种辐射源。答题要点〔略〕。

其次章射线与物质的相互作用

8、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?

? dx?20MeV

? dx?

S

rad

???dE? ?

? ?

rad

z2E

m2

NZ2

对于氘核而言,md=1875.6139MeV;对于电子而言,me=0.511MeV,

则10MeV的氘核与10MeV的电子穿过铅时,它们的辐射损失率之比为:

Z2 Z2 Z2m2

dZ2NEm2

e Z2NE?

m2

d e

Z2m2

?7.42?10?8

d e e d

Ee=20MeV时,在相对论区,辐射损失和电离损失之比有如下表达式:

(?dEdx)

r

(?dEdx)

e

?ZE

800

则20MeV的电子穿过铅时,辐射损失和电离损失之比为:

20?82?2.05

800

11、某一能量的γ射线在铅中的线性吸取系数是0.6cm-1,它的质量吸取系数和原子的吸取截面是多少?这γ射线的能量是多少?按防护要求,源放在容器中,要用多少厚度的铅容器才能使容器外的γ强度减为源强的1/1000?

解:

μ=0.6cm-1,ρ=11.34g/cm3,

则由μm=μ/ρ得质量吸取系数μm=0.6/11.34cm2/g=0.0529cm2/g

由? ??

m ?

?? A

N?A

N

?

得原子的吸取截面:

?? ???A??0.0529?

?

207

??? m N ?

?

?

A

6.02?1023

?1.819?10?23cm2

?18.19b

查γ射线与物质相互作用截面和元素的质量衰减系数表可知,在

μm=0.0517cm2/g时相对应的γ射线的能量为1.5MeV,μm=0.0703cm2/g时,

相对应的γ射线的能量为1.0MeV,假设以y轴表示能量,x轴表示质量吸取系数,则相对应的两个点〔x1,y1〕、〔x2,y2〕分别为〔0.0517,1.5〕、〔0.0703,1.0〕:利用插值与多项式靠近中的拉格朗日靠近:

y?y

x?x

2 ?y

x?x

1

1x?x

1 2

2x?x

2 1

可得μm=0.0529cm2/g时所对应的能量:

0.0529?0.0703 0.0529?0.0517

y?1.5?

?1.0?

0.0517?0.0703 0.0703?0.0517

?1.5?174?1.0?12

186 186

?1.5?0.935?1.0?0.065

?1.403?0.065?1.468MeV

(这里用的是两点式靠近,同学们有兴趣的话可以查表多找几个点用多项式靠近计算)

mm由I(t)?Ie??

mm

0

得I(t)?

?I

1

I

1000

?

时铅容器的质量厚度t 为:

m0

m

t ??1

ln?I???

1ln?

01000?

I?????m ? ? I ?

I

?

?

?

?

?

m 0 m ? 0 ?

1 ? ? 1 ? ?

??? ln

m

10?3

?? ln

0.0529

10?3

? 3 ln?10??

3?2.3

0.0529 0.0529

?130.435g/cm2

或由 I(t)?I

e??t得:

0

?I ?

1?t? ln?I??

1

?

1ln?

01000?

????? I ? ? I

?

?

?

?

0 ? 0 ?

?3ln?10?? 3?2.3?11.5cm

0.6 0.6

第三章放射性测量中的统计涨落

3、本底计数率是500±20min-1,样品计数率是750±25min-1,求净计数率及误差。

解:

由500±20min-1可知本底的nb=500min-1,σb=20min-1

由750±25min-1可知样品的ns=750min-1,σs=25min-1

则净计数率:n

0

?750?500?250min?1

误差:?

0

? ?2

s

??2?

d

202?252?32

n??

数据结果表示:0

?(250?32)min?1

0

第四章气体探测器

1、活度为4000Bq的210Po源,假设放射的α粒子径迹全部落在充Ar电离室的灵敏区内,求饱和电流。

解:由条件210Po源A=4000B