核辐射探测习题解答

1、第二章 气体探测器1、设由平行金属板构成的电极系统，极间距离2cm，内充氩气 1.5 个大气压，二极板上加了 1000 伏的电位差。问正离子由正极表面漂移到负极表面所需的时间为多少？d解：由 w （ ） =（公式 2.6a）和 t得p dp wt ddp = 2 2 1.5 =4.38 ( ms) u 1.37 10002、气体探测器两端收集到的离子对数和两端外加电压存在一定的关系，具体分为哪几个区？答：复合区、饱和区、正比区、有限正比区、 G-M 计数区、连续放电区。3、设在平行板电离室中 离子的径迹如图所示，径迹长度为 L 。假设沿径迹各处的单位路 程上产生的离子对数 N 相等，且电子的漂

2、移速度 W- ，求电子的电流脉冲。 （假设 粒子的 径迹是在瞬间完成的）解：toI（t）D Lcos（1）当 0tt max 时， tmax， I（t ）=0w4、离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么？ 答：（1）工作条件：前者 RCT +后者 T-RCT +（2）脉冲贡献：前者是正离子的贡献，后者是电子飘移贡献；（3）优点：前者可用于测量入射粒子的能量。后者可获得较高计数率。（4）缺点：前者脉冲较宽，限制了计数速度。后者不能精确测量粒子的能量。5、有一累积电离室，每秒有104，粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中，已知E =3.5MeV ，电离室内充的纯氩气，试求累积电离室输出

3、的平均电流。E n0eI Q ne 0I解：t t t5.3 10 4 19104 1.6 10 1926.410=3.21 10 10 （ A ）6、有一充氩的电离室（ F=0.2 ），试计算用它来测定 5MeV 的粒子能量时，所能达到的最佳 分辨率。解：由公式（ 2.28）可得：=0.24%9 147（1）、活度为 5.55 109Bq 的 14C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：由已知条件可得：50 10326.49 195.55 109 1.6 10 19=1.68 10 6 A由于是 4电

4、离室，且电离室对 的本征效率 100%，因此 总 =100% ） 8（2）、极间距离为 5cm，具有 150pF 电容的平行板电离室工作电子灵敏方式。计算离阳极 2cm 处形成 1000 个离子对产生的脉冲幅度。解：对于平行板电离室，电子对脉冲幅度的贡献为：Vmax Noexo （公式 2.18）cd19依题意知 xo 2cm,d 5cm,c 150 pF , No 1000, e 1.6 10 19c所以，Vmax1000 1.6 10 19150 10 122 =4.27 10 75V）9（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

5、线，在一个具有 200pF的充Ar 正比计数管中需要多大的气体放射因子？ 解：对于正比计数管：一个光子射线产生粒子对数为 No Ex ，（ =26.4ev）由公式（ 2.38）可知 V饱和MN oe/C可知气体放大因子 M=VC 10 103 5200 10 1219 26.4 =660+I+（t）、 105cm/s），正离子漂Exe5 105 1.6 10 1910、计算出如图所示电离室中（ a），（ b），（ c）三处产生的一对离子因漂移而产生的I-（t）、Q+（ t）、 Q-（t）分别为何？（假定所加电压使电子漂移速度为5d=2cm）。移速度为 105cm/s。正离子漂移速度为 103cm/s，Ne解：公式（ 2.22）I（t）=Noe（we+w ）de1）a 点：靠近阴极 正离子贡献的电流 I（t）=0，电子所贡献的电流 I（t ） =ewd1.6 10 19 1052=8 10 15 （ A ）19Q（t）=0， Q（ t） =e =1.6 10 19c（2） b 点：处于两极板正中间e 1.6 10 19 正离子贡献的电流 I（t）=eW = 1.6 10103= 8 10 17 （A）d2电子所贡献的电流 I（t）= ewe=1.6 10105 8 10 15 （A）d e 21Q（ t）=Q（t） = e=8 10 20c（3） C 点：靠近阳极19e 1.