核辐射探测作业答案 2 <> 第一章作业答案

α在铝中的射程 334422273.2100.3183.2100.31840.001572.7AREq

41.8241.822713.210()103.210()100.001119.32.79.3PPEARq

3．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α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（4MeVα粒子在硅中的射程为17.8㎝）。 解： 依题意慢化是均减速的，有均减速运动公式：

｛02012tvvatsvtat ｛002vtavas 02stv

依题已知：17.8sRcm 由2212EEmvvm 可得：82.5610ts 这里 27271322710441.6610()6.646510()441.60101.38910()mukgkgEMeVJvvms 4．10MeV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？20MeV的电子穿过铅时，辐射损失率和电离损失率之比是多少？ 解：

由22raddEzEdxm





222

28222222424221109.109534102.9581101.6749543101.672648510ddnpdraddeeenpeeradezEdEmmmmdxdEzEmmmdxm















 3

2

2200.511821681.9022.057160016000.511817.6eeradeiondEEmczdxdEmcdx







5．能量为13.7MeV的α粒子射到铝箔上，试问铝箔的厚度多大时穿过铝箔的α粒子的能量等于7.0MeV? 解：

13.7MeV的α粒子在铝箔中的射程1R，7.0MeVα粒子在铝箔中的射程2R之差即为穿过铝箔的厚度d 由

432o412123342233.210R0.3183.210()273.210(0.31813.70.3187)2.77.3910oAlooAlARREAdRRRRcm



和

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的电子在铝中的总能量损失率是多少？ 解：

()()())14()1)1433()4radionradradiondEdEdEdXdXdXdEdXdEdXdEdXdEdX

(已知得到

( 4

22

22

2

)()1600()()116003130.5111(16000.511)30.5111320.9640.51120.453radeeeioneeeeedEEmcdXzdEmcdXEmczmczmcMeVEMeV(又由公式

不考虑轨道电子屏蔽时 22

2

232

1322232622421()(ln)13732.76.0221041327227127(2.8210)[ln]1370.51136.38101010(4.660.33)2.76/()()357.6430.431600817.6()eeradeeradeeeionzNEEdErdXmcMeVcmdEEmczdXdEmcdX









根据7

22

()2.76()6.31/(270.511)13()[][]16000.5111600radioneeedEdEMeVdXMeVcmEmczdXmc即

()()()2.76/6.31/9.07/ionraddEdEdEMeVcmMeVcmMeVcmdXdXdX 考虑电子屏蔽时 123

12232634(1)1()[ln((83))]13718413146.02310277.3107.9510[((8313)0.06]3.03/()3.03/0.4376.93()3.036.939.9610/eradeionzzNEdErzdxMeVcmdEdxdEMeVcmdx





和

7.当快电子穿过厚为0.40㎝的某物质层后，其能量平均减少了25%.若已知电子 5

的能量损失基本上是辐射损失，试求电子的辐射长度。 解：

000090.40900075%0.40ln0.750.41.39ln0.75mommomxxxxxxxxxEEeEeeeeExxcm



由

8．能量为1.25MeV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。 解：

0xIIe 查附录6表并用内插法得1.25MeV的射线在铅中的质量系吸收数

0.07080.05170.07080.250.06701.51.0m



而10.067011.30.7571()mpbcm

所以 01lnln6.90807810009.124()0.75710.7571IIxcm 9．一准直的γ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Bk＝88.1keV,Bl=15keV）. 解： 光电子能量 K层L层的能量分别为

E2.040.08811.95E2.040.0152.035erkerlEBMeVEBMeV

康普顿电子能量：已知 6

02

2222

2

20,(1)22.042.75(1)0.51120.552110.3252cos0.535510.32512(1cos)2.04(10.53)1.32(1cos)0.5112.04(10.53)rerceerEctgtgmctgtgtgtgEEMeVmcE由得

11. 一个2MeV的γ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 3060和，沉积在探测器中的反冲电子的总能量是多少？ 解：

由'211cosrrreEEEmc

得出：'021.312()211cos300.511rEMeV ''0

1.3120.574()1.31211cos600.511rEMeV



所以探测器中沉积能量为："20.5741.426()rrEEEMeV 第二章作业答案 1． 活度为95.5510Bq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：

饱和电流I饱和＝EWne=391950105.55101.61026.461.6810()A (由于是4电离室,且电离室对β的本征效率100％，因此∑总＝100％)。 2． 极间距离为5㎝，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2㎝处形成1000个离子对产生的脉冲幅度？ 解： 7

对于平行版电离室，电子对脉冲幅度的贡献为 00max

NexVcd－

依题意 x0=2㎝,d=5㎝,c=150pF,N0=1000,e=1.6×10-19c

197max1210001.61036.410()150105VV－.

4．一个具有比较好的信噪比特性的放大器给定10mV的最小输入脉冲。如果测量500keV的X射线，在一个具有200pF的充Ar正比计数管中需要多大的气体放大因子？ 解：

正比计数管脉冲 5031211514195101893926.41010200105.28106605108101.61026.4xEevNWevM0maxMNeVc

0.VcMNe

依题已知 maxV＝10mV，c＝200pF e＝1.6×10-19c 氩气的平均电离能W＝26.4ev. Ex=500kev=5×105ev

5031211514195101893926.41010200105.28106605108101.61026.4xEevNWevM









补充题1 当G-M计数管的窗厚加60mg/cm2时，β的计数率减少一半。试求这种放射源发射的β射线的最大能量是多少？ 解： 根据β射线吸收规律，窗厚为xm时进入G-M管灵敏体积内的β强度为

0mmxIIe

0mm

xIIe

窗厚以后，穿过窗进入G-M管灵敏体积的β射线强度为

E(0.6)0mmxIIe

计数减少一半，即(0.6)0012mmxmmIeIex 得0.0612me从而得到211.55(/)mcmg