发布时间 : 星期六 文章原子核物理实验方法课后习题答案更新完毕开始阅读
?dE????Ez20?82dx?rad?8.2：???2.05 800800?dE?????dx?ion
9. 一能量为2.04MeV准直光子束，穿过薄铅片，在20度方向测量次级电子，问在该方向发射的康普顿散射光子和康普顿反冲电子的能量分别是多少？ 解：光电子能量
K层L层的能量分别为
Ee?Er?Bk?2.04?0.0881?1.9519MeVEe?Er?Bl?2.04?0.015?2.025MeV
(h?)2(1?cos?)Ee?m0c2?h?(1?cos?)
h??ctg??(1?)tg2m0c2
??20?时，h??2.04MeV，m0c2?0.511MeV得 tg?2?0.5504???57.65?
反冲电子能量：
(h?)2(1?cos?)Ee??1.326MeV 2m0c?h?(1?cos?)当??20?时
(h?)2(1?cos?)Ee??0.3958MeV 2m0c?h?(1?cos?)h???h??Ee?2.04MeV?0.3958MeV?1.644MeV
11. 某一能量的γ射线的线性吸收系数为0.6cm-1，它的质量吸收系数和原子的吸收截面是多少？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：铅的原子序数：82，原子量：A=207.2g.mol-1，密度：ρ=11.34g.cm3，Na=6.022×1023mol-1，
设铅的厚度为t，线性吸收系数为μ，质量厚度为tm，质量吸收系数为μm，由γ射线的吸收公式有：
I?I0exp{??t}?I0exp{??mtm}
有?t??mtm，又tm??t，所以有
0.6cm?12?m??/???0.0529cm/g ?311.34g.cm从铅吸收系数射线能量图中可以看到，对应吸收系数的射线能量在1MeV左右或者在10MeV左右， 由???N可以得到
????A??????Nn?Na?Na??NaA
0.6cm?1?207.2g?mol?1?232??1.82?10cm11.34g?cm?3?6.022?1023mol?1?2821b?10m 又
1m21b??1.82?10cm?1.82?10cm???18.2b42?282则 10cm10m?232?232按照防护要求
I?I0/1000?I0exp{??t}，则有
t??ln(10?3)??3ln(10)??11.51cm
所以要对此射线做屏蔽的话需要11.51cm厚的铅板。
第三章习题
1.活度为4000Bq的210Po源，若放射的α粒子径迹全部落在充氩电离室的灵敏区中，求饱和电流。 解：
I?E_?Ace5.3?106??4000?1.6?10?19
26.4?1.28?10?10A2.活度为5550Bq的14Cβ线源（β射线的平均能量为50keV）,置于充Ar的4π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：
I??E_?Ace3
50?10?5550?1.6?10?1926.4=1.68?10?12A
（由于是4π电离室，且电离室对β的本征效率?100%，因此?总=100%） 4. 设G-M计数器的气体放大系数M≈2×108，定标器的触发阈为0.25V，问电路允许的输入电容为多大？ 解：
QMNe2?108?1?1.6?10?19V????0.25VCCC C?1.28?10?10?128pF
5. 设在平行板电离室中α粒子的径迹如图所示，径迹长度为l，假设沿径迹各处的比电离S为常数，且电子的漂移速度W-亦为常数，试求电子的电流脉冲。 解：（1）当0 to?D?Lcosθ， ?w I（t）=eNL?w； D（2）当t0?t?tmax时， I（t）=exN?w， dD?tw?由三角形相似，可推知，x?， cosθNew?（D?tw?）因此，I（t）=； Dcosθd，I（t）=0。 w?6. 为什么正比计器和G-M计数器的中央阳极必须是正极？ 答案：只有当正比计数器和G-M计数器的中央丝极为正极时，电子才可能在 （3）当t>tmax时，tmax?向丝极运动过程中受外加电场的加速，进而在距丝极为r0的区域内发生雪崩过程，这是正比计数器和G-M计数器的最基本过程。 7. 试计算充氩脉冲电离室和正比计数器对5MeVα粒子最佳分辨率。 解：充氩脉冲电离室的能量分辨率： ??2.36F0.30.3?2.36.?2.36?0.3% 6N0E/W5?10/26.3F?0.68 N0正比计数器的能量分辨率 ??2.36式中N0为入射粒子在灵敏体积内产生的离子对数 E5?106??1.9?105 N0?W26.3取法诺因子F?0.3 ??2.36 第四章习题 1. 试计算Na-2.76MeVγ在NaI(T1)单晶γ谱仪测到的能谱图上，康普顿边缘与单光子逃逸峰之间的相对位置。 解：康普顿边缘，即最大反冲电子能量: 24 F?0.680.3?0.68?2.36?0.5% 5N01.9?10