第二次课堂讨论(2006).ppt

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1、核辐射物理及探测学讨论课 2006.06.02一、射线与物质的相互作用二、探测器的基本特性三、能谱的主要特征四、考试重点和要求1光 电效 应康普顿散 射电子对效 应一射线与物质的相互作用2光 电效 应康普顿散 射电子对效 应光电(低能高Z)康普顿(中能低Z)电子对(高能高Z)34能量改变；强度不变；射程概念。能量改变；强度改变；最大射程。能量不变；强度改变；无射程概念。51、工作机制2、输出回路3、输出信号4、探测器的工作状态5、能量分辨率二、探测器的基本特性61、工作机制电离室：电子-正离子对的生成；离子对在电场中的漂移；感应电荷的流动；输出电流信号和电压信号。正比计数器：非自持放电碰撞电离

2、与雪崩过程；光子反馈与离子反馈及多原子分子气体；气体放大系数。G-M管：自持放电电子雪崩的传播及正离子鞘的形成；放电中止；自熄过程；有机管与卤素管的工作机制的特点。7闪烁探测器：闪烁体的发光机制；发光衰减时间常数；光子的收集光电转换光电子被D1收集；电子倍增从阳极（打拿极）输出信号。半导体探测器：PN结及PIN区的形成；空间电荷形成电场；外加偏压电场；电场分布；电子-空穴对的漂移；输出信号收集。8探测器的信息载流子：气体探测器 电子-离子对，w30eV；闪烁探测器 D1收集的电子，w300eV；半导体探测器 电子-空穴对，w3eV。92、输出回路探测器电流源；固有电容；直流电源；其他电阻、电容

3、；静态电平。10113、输出信号电荷量：电离室：半导体探测器：正比计数器：闪烁探测器：G-M计数管：12电流信号：闪烁探测器：正比计数器：气体和半导体探测器：13电压信号：其中：等效电路与输出回路时间常数R0C0。一般表达式：4、探测器的工作状态基本判别条件：其中：为单位时间入射粒子的平均数。14(1)脉冲工作状态反映单个入射粒子的电离效应条件：电流脉冲工作状态：电压脉冲工作状态：15(2)电流工作状态反映粒子束流的平均电离效应条件：输出直流电流：电压：如果入射粒子流很强，在载流子收集时间内就有大量粒子入射，即使R0C00，也反映大量粒子的平均电离效应。较强，输出电荷在输出回路R0C0上积累，

4、输出直流电流和电压。16(3)脉冲束工作状态辐射源为脉冲束源 反映粒子束脉冲的总电离效应，形成一个大的脉冲。条件：如果：每个脉冲束包含 个入射粒子，每个粒子平均产生 对电子离子，则总电子离子对数的平均值和相对标准偏差为：175、能量分辨率闪烁探测器：半导体探测器：电离室：正比计数器：18能量分辨率的表示：以百分数表示(%，与相对标准偏差对应)：以线宽表示(keV，与标准偏差对应)：各种因素对谱仪总能量分辨率的影响：19三种主要相互作用：光电峰 康普顿坪 全能峰、逃逸峰三、能谱的主要特征 单逃逸峰SE、双逃逸峰DE 边缘效应(次级电子逃逸)次级电子韧致辐射逃逸 特征x射线逃逸(碘逃逸28.6ke

5、V、锗逃逸9.89keV、硅逃逸1.74keV)逃逸事件：20放射源封装上产生的次级辐射：正电子湮没辐射 韧致辐射累计效应，和峰效应周围介质(包括屏蔽材料、吸收片)的影响：散射光子(康普顿坪)反散射峰(200keV)特征x射线 正电子湮没辐射212223典型单一放射源的能谱分析 24Na，57Co，58Co，91Y 已知被测量放射源时 查找放射源核素的衰变纲图；对照衰变纲图分析能谱。未知被测量放射源时 通过特征峰能量与其他特征，判断出放射源。2424Na的衰变纲图AB24Na Ge(Li)91Y Na(Tl)2524Na的NaI(Tl)探测器能谱ABA+B SEBDEB57Co Na(Tl)2

6、624Na的半导体探测器能谱ABA+B24Na Decay27ABA+BSEBDEBABA+B28AB57Co的衰变纲图2957Co的NaI(Tl)探测器能谱AB10 keV28.6 keV24Na Na(Tl)3057Co的半导体探测器能谱3158Co的衰变纲图ABC3258Co的NaI(Tl)探测器能谱ABC800+511Ann.Rad.3358Co的半导体探测器能谱ABCAnn.rad810+5113491Y的衰变纲图A3591Y的NaI(Tl)探测器能谱24Na Decay36ABA37第六章：射线与物质的相互作用重带电粒子与物质相互作用的特点；电离损失率、关于Bethe公式的讨论；射

7、程的概念。快速电子与物质相互作用的特点，散射与反散射；能量损失规律、以及有关讨论；正电子与物质的相互作用。射线与物质相互作用的特点；三种相互作用的规律；射线的指数衰减吸收规律，吸收系数与作用截面。四、考试重点和要求38第七章：辐射测量中的概率统计问题放射性测量的统计误差，串级随机变量的特点；误差传播公式，误差计算，测量结果的误差表示；电离过程的统计涨落与Fano分布；脉冲时间间隔的分布。第八章：气体探测器三种气体探测器的工作机制；探测器的输出回路；输出回路参数与工作状态；气体探测器的主要特性，能量分辨率；漏计数校正。39第九章：闪烁探测器闪烁晶体的指数发光衰减规律；闪烁探测器输出信号的特征；输出回路以及输出回路参数的影响；闪烁探测器输出信号的涨落；NaI(Tl)闪烁谱仪的响应函数与主要性能。第十章：半导体探测器三种半导体探测器灵敏区的形成；输出回路；能量分辨率及其影响因素；半导体探测器的应用。40第十一章：辐射测量方法符合方法的基本原理；几种典型的符合谱仪（能谱装置）；辐射粒子的能谱测量；能谱分析。中子与物质的相互作用；中子测量的基本方法；常用中子探测器，中子灵敏度。41关于考试：发要求记住的公式，若有除此之外的公式，会在试卷上给出。闭卷考试，带计算器。答疑：时间：地点：？42