1、原子核物理實驗方法試題考試時間：120分鐘題號-*三四五總分分數一、填空題（每空2分，共20分）1、帶電粒子與物質的相互作用主要有：電離和激發，非彈件碰撞，彈件碰撞等。2、電離室工作在飽和區。3、Y射線同物質的相互作用主要有光電效應，康普頓效應，電子對效應。4、光子到達光陰極的瞬間至陽極輸出脈沖達到某一指定值之間的時間間隔稱為渡越時間。5、誤差按其性質可以分為系統誤差、隨機誤差、粗大誤差三類。二、名詞解釋（每題5分，共20分）軻致輻射答：快速電子通過物質時，原子核電磁場使電子動量改變并發射出電磁輻射而損失能量，這種電磁輻射就是軻致輻射。輻射損傷效應答：半導體探測器受強輻射照射一段時間以后性能會

2、逐漸變壞，這種效應稱為半導體探測器的輻射損傷效應，簡稱輻射損傷效應。坪曲線答：在放射源確定的情況下，探測器輸出脈沖計數率隨所加工作電壓的變化曲線上具有明顯的計數坪區，這樣的曲線稱為坪曲線。探測器的優質因子答：探測器的探測效率的平方與本底計數率的比值，即2/稱為探測器的b優質因子。三、簡答題（每題6分，共18分）圓柱形電子脈沖電離室的輸出電荷主要是由電子所貢獻，但在圓柱形正比計數器中輸出電荷卻主要是正離子的貢獻，這是什么原因？答：對于圓柱形電子脈沖電離室，其輸出信號是由入射粒子產生的初始離子對的電子向中央正極漂移過程中，在極板上產生的感應電荷的貢獻，由于為圓柱形的電場非均勻性，決定了其輸出脈沖幅

3、度基本與電離發生的位置不靈敏。對于圓柱形正比計數器，雪崩過程僅發生在很小的區域廠內，在廠區域以外00的電子漂移對信號的貢獻完全可以忽略。在廠區域內經數量上放大的電子在向絲極0飄逸的貢獻大約占1015%,主要是經放大后正離子在向陰極漂移所產生的感應電荷的貢獻。試說明G-M管陽極上感應電荷的變化過程。答：G-M管陽極上感應電荷的變化對有機管和鹵素管略有不同，以有機管為例，可分為幾個階段：在入射帶電粒子徑跡產生正負離子對的瞬間陽極呈電中性，電子很快漂移向陽極過程中，陽極上的正感應電荷增加，但數量很小；電子雪崩過程開始，直到正離子鞘形成的過程中，電子很快向陽極運動，此時，陽極上正感應電荷增加，同時，此

4、電荷流經負載電阻，快前沿的負脈沖，約占總輸出脈沖幅度的10%。到達陽極的電子與陽極上的正感應電荷中和。陽極上留下與正離子鞘等量的負感應電荷。正離子鞘向陰極漂移，負感應電荷流向陰極，同時。在外回路形成輸出信號。試說明半導體探測器的工作原理。答：原理：當帶電粒子入射到半導體的靈敏體積內，產生電子一空穴對。電子一空穴對在外電場的作用下分別向兩極漂移，于是在輸出回路中形成信號。四證明題（每題10分，共10分）試證明Y光子只有在原子核或電子附近，即存在第三者的情況下才能發生電子對效應，而在真空中是不可能的。證明：對丫光子能量E=hv；Y由能量守恒，有動量F=2mC2所以hv=T+T+2mC2eoI1(1

5、1-(C丿2由此得到電子對的總動量P=2mv=hvC2可見，PPy,過剩的動量必須由原子核帶走。五計算題(每題8分，共32分)1.已知IMeV質子在某介質中的電離損失率為A,求相同能量的a粒子的電離損失率。解:所以Ssion,p解:所以Ssion,p乙2TP-Ep試計算13tse=662KeVY射線發生康普頓效應時，反沖電子的最大能Y量。解:Ee,maxhv1+mC2解:Ee,maxhv1+mC2：!2hvo0.6621+0.511/2x0.662二0.478MeV計算24Na的2.76MeV丫射線在Nal(Tl)單晶譜儀的輸出脈沖幅度譜上,康普頓邊緣與單逃逸峰之間的相對位置。并詳細解釋丫射線

6、在Nal(T1)閃爍體中可產生哪些次級過程。22解：（1）康普頓邊緣，即最大反沖電子能量hv2.76-_T7E=2.53MeV叭maxmC2十0.5111+lv+2x2.76單逃逸峰：E=2.76-0.511=2.25MeVS相對位置為：AE=E-E=2.53-2.25=0.18仏Ve,maxs、（2）次級效應：光電效應（光電峰或全能峰）；康普頓效應（康普頓坪）；電子對生成效應（雙逃逸峰）。上述過程的累計效應形成的全能峰；單逃逸峰。以級聯過程（如丫-丫等）為主的和峰。若測得樣品計數率約為lOOOcpm,本底計數率約為250cpm,要求凈計數率相對誤差W1%,問所需時間及如何分配最好？解：由題意知：nIn=1000