核辐射测量方法
核辐射测量方法
葛良全 周四春
成都理工大学核技术与自化工程学院
2007．8
前言
本讲义旨在缓解我院“核工程与核技术”专业人才培养计划调整后尚无专业教材的状况。主要内容有核辐射测量基础知识、射线与物质相互作用、核辐射测量的单位、核辐射防护知识、γ射线测量方法、β射线测量方法、α射线测量方法、X射线荧光测量方法、核辐射测量统计学与误差预测等。该讲义可作为“核工程与核技术”和“辐射防护与环境保护”专业的核辐射测量方法课程的教材，也可作为“测控技术与仪器”、“勘查技术工程”和“地球化学”（铀矿地质勘探方向）等本科专业的教学参考书，以及“核科学与技术”学科专业研究生教学的参考书。
本讲义相关内容主要从以下几本参考书的有关内容编辑：
[1]章晔，华荣洲、石柏慎编著，放射性方法勘查，原子能出版社，1990
[2]葛良全，周四春，赖万昌编著，原位X辐射取样技术，四川科学技
术出版社，1997
[3]格伦敦F 诺尔著（李旭等译），辐射探测与测量，原子能出版社，
1984。
[4]复旦大学、清华大学、北京大学，原子核物理实验方法，北京，原
子能出版社，1985
[5]李星洪等编，辐射防护基础，北京，原子能出版社，1982
[6]吴慧山，核技术勘查，北京，原子能出版社，1998
[7]王韶舜，核与粒子物理实验方法，北京，原子能出版社，1989
1
第1章 放射性方法勘查的基本知识
1.1 原子和原子核
1.1.1 原 子
原子是构成自然界各种元素的最基本单位，由原子核及核外轨道电子(又称束缚
电子或绕行电子)组成。原子的体积很小，直径只有10－
8cm 左右，原子的质量也很小，
例如氢原子质量为1.67356×10－
24g ，铀原子的质量为3.951×10-22g 。原子的中心为原子核，它的直径比原子的直径小得多，为n·10-13～n ·10-12(cm)，但它集中了原子的绝大部分质量。例如氢原子由原子核和一个束缚电子组成，其结构示于图1-1，氢核的质量为1.67×10-24g ，而束缚电子的质量仅
为9.1×10-28g ，两者的比值近似为1/1840。对
于原子序数较大的原子，这个比值更小些。例如，铀原子92个绕行电子的总质量和原子核质量之比为1/4717。
原子核带正电荷，束缚电子带负电荷，两者所带的电荷量相等，符号相反，因此原子本身呈中性。当原子吸收外来的能量，使轨道上的电子脱离原子核的吸引而自由运动时，原子便失去电子而呈现电性，成为正离子。
原子中束缚电子按一定的轨道绕原子核运动，相应的原子处于一定的能量状态。对一种原子来说，它的绕行电子的数目和运动轨道都是一定的，因此每一个原子只能处于一定的，不连续的一系列稳定状态中。这一系列稳定状态，可用相应的一组能量W i 表征，W 称为原子的能级。处于稳定状态的原子，不放出能量。当原子由较高能级W 1跃迁到较低的能级W 2时，相应的能量变化△W 即W 1一W 2，以发射光子的形式释放出来，此时光子的能量为：
21W W hv ?=
式中，h ——普朗克常数，等于6.6262×10-34J·s ；
v ——光子的频率。
将某种原子发射的各种频率的光子按波长排列起来，便构成了该种原子的发射
图1-1 氢原子核结构示意图
10-13cm 10-8cm
2
光谱，也就是原子的能谱。
1.1.2
原子核是由很小的粒子——中子和质子组成，这两种粒子统称核子。原子核内中子和质子数之和称为核子数(又称质量数)，以A 表示。由于原子核内质子数与核外电子数相同，且等于原子序数Z ，所以核内中子数N 等于核子数与原子序数之差，即N=A 一Z 。
具有特定质量数、原子序数和核能态，而且其平均寿命长得足以被观察的一类原子称为核素。可以用下面简单的符号表示核素的原子核。
X A Z
其中X 为原子所属的化学元素符号。
在原子核内，质子和中子数的比值是有一定规律的。一般情况下，在原子序数
小的稳定核素中，中子数与质子数相差不多或中子数略多一些(H 11和H 3
2例外)。当
原子序数很大时，中子数比质子数多50％左右。任何含有过多中子或质子的原子核，都是不稳定的。例如，自然界中Z >82的核素都是不稳定的，属于放射性核素。
中子和质子在原子核内不停地运动着，运动状态不同，相应的能量状态也不同，原子核的不同能量状态组成原子核的能级。
原子核的最低能量状态叫“基态”，在
自然界中，所有稳定核素均处于基态。比基态高的能量状态称为“激发态”，激发态按
能量的不同可分为第一激发态，第二激发态等等，示于图1-2。处于激发态的原子核是不稳定的，它往往通过放出光子的形式从激发态回到基态。因核能级变化而放出的光子称为γ光子。某种原子核发射的各种能量的γ光子的集合，即是该种原子核的γ能谱。
1.2 核衰变
另一个核素的原子核，并伴随放出射线，这种现象称为“核衰变”，这些核素称为放射性核素。现将常见的几种核衰变类型简介如下。
图1-2 核能级示意图
3
1.2.1 α 衰变
放射性核素的原子核自发地放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程称为α衰变。从原子核中放出的α粒子实际上就是高速运动着的氦原子核(42He)，它由两个中子和两个质子组成，带两个正电荷。天然放射性核素放出的α粒子的能量一般为4～9MeV 。
放射性核素经α衰变后，它的质量数A 降低4个单位，原子序数Z 降低2个单位。若以X 表示母体核素，Y 表示衰变形成的子核素，则α衰变可用下式表示：
He Y X A Z A
Z
4
242+→??
例如，U 238
92经α衰变为。)(123420UX Th ，其表示式可写为：
He Th U
42234
90238
92+→
同一种放射性核素进行α衰变时放出的α粒子能量是一定的。但是，有的核素衰变时放出单一能量的α粒子，有的核素衰变时放出几种能量不同的α粒子。当α衰变放出几种能量的α粒子时，可伴随放出γ射线。
例如，226
88
Ra 经α衰变后变成222
86Rn ： He Rn Ra
422228622688+→
镭经α衰变放出4.785MeV 和4.602MeV 两种能量的α粒子，并分别形成处于基态和激发态的氡核。处于激发态的氡核很快跃迁到基态，并放出能量为0.183MeV 的γ光子，示于图1-3。
1.2.2 β衰变
放射性核素的原子核自发地放出β粒子或俘获一个轨道电子而变成另一个核素的原子核的过程称为β衰变。β衰变分为β-变，β+衰变，轨道电子俘获等三种类型。
1. β一
衰变
放射性核素的原子核自发地放出β－
粒子而变成另一个核素的原子核的过程称为 β－
衰变。从原子核中放出的β-粒子实际上就是高速运动着的电子，
它的静止质量等于电子的质量，带有一个负电荷。因为β－的质量比原子核的质量小得多，所以β－
衰变前后，母核与子核的质量数相同，但子核的原子序数提高一位。β－
衰变的表示式如
图1-3
222
Ra 的α衰变纲图
4
下：
v Y X A Z A Z
++→?
+β1
式中，v ——反中微子，是质量十分微小的(为电子质量的l/2000)中性粒子。
β－
衰变时，母核中的一个中子(n )转变成一个质子(p)，即
v p n ++→?β
母核经β一
衰变所释放出的能量被子核、
β-粒子及反中微子带走。由于三个粒子发射方向所成的角度是任意的，所以它们带走的能量也是不固定的。子核的质量远大
于β－-粒子及反中微子的质量，所以子核带走的反冲动能可忽略不计。这样，β－
-衰变
放出的能量就在β－粒子与反中微子之间进行分配。实际测到的β－
粒子的能谱曲线示
于图1-4。从图可看出：①β－
粒子的能量是连续分布的，形成一连续谱，②有一个确
定的最大能量值E 0，一般图表上所给的某一放射性核素的β－-粒子能量，均指β－
-粒子
的最大能量值E 0；③在能量约为03
1
E 处，曲线有一极大值，即在该处β－-粒子的能注量率最大。
Cs
13755是β－
衰变纲图示于图1-5。β－
衰变后形成的子核常处于激发态，原子核由
激发态回到基态时放出γ射线，所以β－
衰变时往往伴随放出γ射线。有的核素衰变时放出几组不同能量的β－
粒子，因而伴随放出几种能量的γ射线。与α衰变相比，β－
衰变放出的γ射线的能注量率大得多。天然放射性核素放出的几组主要的γ射线，几乎都是伴随β-衰变产生的。
2. β+粒子
放射性核素的原子核自发地放出β+粒子而变成另一种核素的过程称为β+衰变。β+粒子就是高速运动着的正电子(或阳电子)，它是一种质量与电子相等，但带一个正电
图1-4 β－的粒子的能量分布曲线
图1-5
137
Cs 的β衰变纲图
能注量率
5
荷的粒子。β+衰变只在人工放射性核素衰变时才发生，这种衰变实际上是核内一个质子p 转变成一个中子n ，并放出β+粒子和中微子ν的结果，即
v n p ++→+β
经β+衰变形成的子核与母核具有相同的质量数但原子序数减少一位。β+衰变可用下式表示：
v Y X A Z A
Z
++→+
?β1
例如，27
14 Si 就是作β+衰变的，其衰变过程可表示如下：
v Al Si
++→+β271327
14
β+粒子的能谱是连续的。β+粒子被介质阻止而丧失动能时，
将与介质中的电子相结合，同时辐射出两个方向相反，能量各为0.51MeV 的光子，这种辐射称为阳电子湮没辐射(又称光化辐射)。在β+衰变时，也伴随放出γ射线。
3. 轨道电子俘获
轨道电子俘获系指原子核俘获了一个轨道电子，使原子核内的质子转变成中子并放出中微子的过程，经轨道电子俘获形成的子核与母核的质量数相同，但原子序数减少一位，其衰变过程可用下式表示
v
Y e
X v
n e p A Z A Z
+→++→+??
?1
例如，：4019
K 经轨道电子俘获形成40
18Ar 即 v Ar e K +→+?40
1840
19
因为K 层电子靠近原子核，K 层电子被俘获的几率比其他壳层电子被俘获的几率都大(即自K 层吸收电子的可能性比自L 层吸收电子的可能性大100倍左右)，所以这种衰变也叫K 电子俘获，简称K 俘获。轨道电子俘获时只放出一个中激子，其能量是单一的。
轨道电子俘获后，新形成的核素的K 电子层产生了空位，这个空位由外层电子(例如L 层电子)来充填。当能级较高的轨道电子(例如L 层电子)充填K 层电子空位时，多余的能
图1-5
40
K 的衰变纲图
40
19
K
6
量(等于K 层电子与L 层电子结合能之差)以特征X 射线(或称标识X 射线)的形式放出。
这个多余的能量也可以传给L 层电子，使之成为自由电子，即俄歇电子。俄歇电子的能量也是单一的。
有很多放射性核素能同时发生β+衰变和轨道电子俘获，少数核素能同时发生β-衰变和轨道电子俘获。例如自然界分布较广的40
19K 就能同时发生β-衰变及轨道电子俘获。如图1-6所示，89％的40
19K 经β-衰变形成4020Ca ，11％的嚣K 经轨道电子俘获方式衰变放出γ射线而形成40
18Ar 。
1.2.3 γ 跃迁
α衰变或β衰变形成的子核往往处于激发态，而激发态是不稳定的，它要直接退激或级联退激到基态，原子核由激发态跃迁到较低能态(能量较低的激发态或基态)时，常常放出γ光子。这种原子核由激发态跃迁到较低能态，而核的原子序数Z 和质量数A 均保持不变的过程，称为γ跃迁(或称γ衰变)。一般情况下，原子核处于激发态的时间极短(约为10-13s)，很快就跃迁到较低能态(或基态)并放出γ光子，因此不能作为独立的核素。有些原子核的激发态存在时间较长，其寿命可用仪器测出，这些核素就可作为独立的核素。这类具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素，称为同质异能素。这种衰变方式称为同质异能跃迁。例如，在天然放射性
核素中。234
91
Pa 就有一对同质异能素m
23491Pa(UX 1)和23491Pa(UZ)。99.85%的m
23491Pa 进行
β-衰变，形成23492U ，m 23491Pa 的半衰期为1.17min ，0.15％的m
23491Pa 先放出γ射线变成
23491Pa ，再作β-衰变而成23491U ，23491Pa 的半衰期为6.75h 。234
91Pa 的衰变图见图l-7。
人工放射性核素中同质异能素较多，例如：6027Co ，其衰变纲图示于图1-8。
图1-7
234
Pa 衰变纲图
图1-8
60
Co 衰变纲图
1.33MeV
原子核从激发态跃迁到较低的能态或基态时，除发射γ光子外，还可以通过发射电子的方式来完成，即原子核将多余的能量传给壳层(K层或L层)电子，使电子脱离原来轨道，形成单能的内转换电子，这种现象简称为内转换。内转换过程使核素的一个电子亮层中留下了一个空位，该空位被外壳层电子充填时，会产生特征X射线，甚至可导致发射俄歇电子。
1.3 放射性系列
在铀矿石中，常常同时含有镤、镭、钋、铋等核素的同位素，研究这些核素的共生原因时，发现这些放射性核素相继衰变而形成系列。每一系列中有一个起始核素，它经放射性衰变变成一个新的核素(称衰变子体)，这个核素仍是不稳定的，继续进行衰变，直到生成稳定的核素为止。
自然界中有三个放射性系列，即铀(U)系列，钍(Th)系列和锕铀(AeU)系列。用人工方法还能得到镎(Np)系列。
在自然界中，除上述三个系列外，还存在许多经一次衰变即形成稳定核素的天然放射性核素，如钾(40K)，铷(87Ro)等，这些核素将在后面略作介绍。
1.3.1 铀系(或称铀镭系)
自然界存在的铀系的母体核素为238U，它经α衰变后形成234Th(UX1)，如图1-9所示，234Th为Th的同位索，它经β衰变成为镤的同位素234m Pa(UX2)，234,m Pa有两种衰变方式，其大部分原子核经β衰变而成234U，234U以后是一连串的α衰变，经
230Th(Io)、226Ra、222Rn至218Po(RaA)，218Po有两种衰变方式，其大部分经α衰变成214Pb(RaB)，极少部分(0.03％)经β衰变而成218At，99.9％的At经α衰变而成214Bi(RaC)。214Bi(RaC)的极大部分是由214Pb(RaB)经β衰变而成的。99.98％的214Bi(RaC)经β衰变而成214‘Po(RaC′)，214Po经α衰变而成210Pb(RaD)，210Pb的极少部分是由210Tl(RaC″)经β衰变而成的。218Po、214Pb、214Bi、214Po、210T1等的寿命都很短，所以称为氡的短寿放射性衰变子体。210Pb经两次β衰变，一次α衰变后形成铅的稳定同位素206'Pb。由于210Pb、210Bi(RaE)、210Po(RaF)的寿命较长，所以称为氡的长寿放射性衰变子体。整个系列的衰变规律示于图1-9，衰变常数和半衰期列于表1-1。
从铀系的衰变规律可看出，铀系核素的质量数都是4的整数倍再加2，即服从
A=4n+2的规律(其中n=51～59)，所以铀系也叫4n+2系列。在整个系列中，母体核素238U的半衰期最长，为4.468×109年，在子体核素中234U的半衰期最长，为2.45×105年。
7
图1-9铀系衰变纲图
8
表1-1 铀系衰变常数及半衰期
核素俗称之符号半衰期T1/2 衰变常数λ（s－1）与铀处于平衡时的
重量数
234
90
U 铀I（UI） 4.468×109a 4.91×10-180.9327
234
90
Th 铀X1（UX1）24.1d 3.33×10-2 1.44×10-11
234
91
Pa 铀X2（UX2） 1.17min 9.37×10-3 4.85×10-16
234
91
Pa 铀Z（UZ） 6.75h 2.85×10-3 2.52×10-16
234
92
U 铀Ⅱ（UⅡ） 2.45×10-5a 9.01×10-14 5.32×10-5
230
90
Th 镋（Io）7.7×104a 2.85×10-13 1.65×105
226
85
Ra 镭Ra 1600a 1.37×10-11 3.40×10-7
222
86
Rn 氡Rn 3.824d 2.10×10-6 2.16×10-12
218
84
Po 镭A（RaA） 3.05min 3.85×10-3 1.16×10-12
214
82
Pb 镭B（RaB）26.8min 4.81×10-4 1.02×10-14
218 85At
砹（218At）
（3.1×10-2%）
2s 0.347 3.99×10-2
214
83
Bi 镭C（RaC）19.7min 5.86×10-4 7.49×10-13
214
80
Po 镭C′（RaC′） 1.64×10-4s 4.23×103 1.03×10-2
210 81Tl
镭C″（RaC″）
（0.021%）
1.30min 8.75×10-3 1.96×10-19
220
82
Pb 镭D（RaD）22.3a 9.87×10-8 4.36×10-8
210
83
Bi 镭E（RaE） 5.01d 1.60×10-6 2.69×10-12
210
84
Po 镭F（RaF）138.4d 5.79×10-8 7.42×10-14
206 81Tl
铊（205Tl）
（5×10-5%）
4.9min 2.75×10-3 7.65×10-22
206
82
Pb 镭G（RaG）稳定
1.3.2 钍系
自然界存在的钍系的母体核索为232Th，它经10次衰变后成稳定核素——铅的同位素208Pb。钍系中各核素的质量数都服从A=4n的规律(n=52～58)，所以钍系又叫4n系列。系列中母体核素232Th的半衰期最长，为1.41×1010年，钍系子体核素的寿命一般比较短，寿命最长的子体核素238Ra(MsTh1)的半衰期为5.76年。钍系的衰变规律示子图1-10,各核素的衰变常数及半衰期列于表1-2。
9
10
图1-10 钍系衰变纲图
RaTh
MsTh 2
MsTh 1
11
表1-2 钍系衰变常数及半衰期
核 素
俗称及符号 半衰期T 1/2
衰变常数λ（s -1）
与钍处于平衡时的
重量数 23290
Th
钍（Th ） 1.41×1010a 1.57×10-18 1
28886Ra 新钍1（MsTh 1） 5.76a 3.83×10-9 4.03×10-14 228
89Ac 新钍2（MsTh 2） 6.13h 3.14×10-5 4.92×10-14 22890Th 射钍（RdTh ） 1.913a 1.15×10-6 1.34×10-10 22488Ra 钍X （ThX ） 3.64d 2.21×10-6 6.86×10-12 22086Rn 钍射气（Tn ） 55.3s
1.27×10-2
1.17×10-16
21684Po 钍A （ThA ） 0.15s 4.62 3.16×10-19 22282Pb 钍B （ThB ） 10.64h
1.81×10-5 7.93×10-14
21685At 砹216At (1.3×10-2%) 35×10-4s 1.98×103 9.61×10-20 21283Bi 钍C （ThC ） 60.6min
1.91×10-4 7.52×10-15
21284
Po
钍C ′(THC ′) (66.3%) 30.4×10-7s 2.27×105 4.19×10-25 208
81Tl 钍C ″(ThC ″) (33.7%) 3.05min 3.73×10-3 1.27×10-16
20882Pb
钍D （ThD ）
稳定
1.3.3 锕系
自然界存在的锕系的母体核素为235
92U （AcU ），它经11次衰变，最后形成稳定的铅同位素207Pb （AcD ）。锕系核素的质量数服从34+=n A 的规律（n =51~58），所以锕系又叫4n +3系列。锕系的衰变规律如图1-11所示，各核素的衰变常数及半衰期列于表1-3。
从上面介绍的三个天然放射性系列中可以看出：
1、 三个系列的母体核素的半衰期都很长，在7.038×108a~1.41×1010a 之间，正因
为这个原因三个系列才能在自然界中存在。
2. 在三个系列中部各有一个气态核素，它们的原子序数为86，是氧的放射性同位素，通常称为射气。铀系的射气是：222Rn(Rn)，半衰期为
3.825d p 钍系的射气为
220
Rn(Tn)半衰期为54.5s ，锯系的射气为219Rn(AD)半衰期为3.96s 。
3. 三个系列中的射气都能逸散，因而它们的衰变子体可能附着于物体表面，这
些衰变子体称为放射性沉淀物。对于铀系，根据沉淀物半衰期的差别，可分为氡的
短寿沉淀物(218Po、214Pb、214Bi、214Po、210T1)和长寿沉淀物(210Pb，210Bi、210Po)。钍系和锕系的射气衰变子体都是短寿沉淀物。
4. 三个系列的射气衰变子体为钋的同位素(218Po，216Po等)，它们几乎全都放出α射线面成为铅的同位素(214Pb、212Pb等)，再经β衰变成为铋的同位素(214Bi、212Bi等)，这些铋同位素衰变时释放出能注量率大的射线，所以铋同位素是天然放射性系列中主要的γ辐射体。
5. 三个系列的射气衰变产物钋同位素中，214Po、212Po及211Po放出的α射线的能量在整个系列中为最大。
6. 各系列衰变的最后产物是铅的稳定同位素，对应于铀系为。206Pb，锕系为207Pb，钍系为208Pb。
表1-3 锕系衰变常数及半衰期
核素俗称及符号半衰期T1/2衰变常数λ（s-1）与铀处于平衡时的
重量数
235
92
U 锕铀（AcU）7.038×105a 3.12×10-17 7.3×10-3
231
90
Th 铀Y（UY）25.5h 7.54×10-5 2.97×10-14
231
91
Pa 镤（Pa） 3.28×104a 6.97×10-13 2.30×10-7
227
89
Ac 锕（Ac）21.77a 1.01×10-9 2.18×10-10
227 90Th
射锕（RdAC）
(99.8%)
18.22d 4.41×10-7 4.93×10-13
223 87Fr
锕K（AcK）
(1.2%)
22min 5.25×10-4 4.90×10-16
223
88
Ra 锕X（AcX）11.43d 7.01×10-7 3.09×10-13
219
86
Rn 锕射气（An） 3.96s 1.75×10-1 1.21×10-18
215
84
Po 锕A（AcA） 1.78×10-3s 3.85×102 5.42×10-22
211
82
Pb 锕B（AcB）36.1min 3.19×10-4 6.42×10-16
215 85At
砹（215At）
(5×10-4%)
10-4s 6.93×103 1.51×10-23
211
83
Bi 锕C（AcC） 2.15min 5.41×10-3 3.79×10-17
211 84Po
锕C′（AcC′）
(0.32%)
0.52s 1.2400 5.28×10-22
207
81
Tl 锕C″（AcC″） 4.79min 2.41×10-3 8.33×10-17
207
82
Pb 锕D（AcD）稳定
12
13
14
1.3.4 镎系
三个系列的核素的质量数变化规律分别为钍系A =4n ，铀系A=4n+2，锕系
34+=n A 那么是否还存在一个服从14+=n A 的系列?后来在人工放射性核索中发现
了这种质量数变化规律的系列。这个系列的母体核素为镎(237
93Np)，故称镎系。由于
镎系的原子序数太于铀的原子序数，故把它列入超铀元素。镎系的衰变图如图1-12所示。由于镎系中寿命最长的核素——镎的半衰期为2.14×106a ，是地球年龄的四分之一，所以在自然界已不存在。镓系列可用不同方法得到：例如236U 经中子轰击后原子核放出两个中子变成237U ，237U 经β-衰变成237Np 。也可以用232Th 经中子轰击后变成233Th ，再经β-衰变而成233Pa.
1.3.5 不成系列的天然放射性核素
在自然界除了三个放射性系列外，还存在一些放射性核素，它们经一次衰变后即成为稳定核素，现在已知的这类核素有180多种。它们的半衰期在数秒到若干亿年之间变化。在自然界中，这些放射性核素的量极少，较有意义的有钾，铷，铟等核素的放射性同位素，如表1-4所列，这些核素的衰变方式几乎都是β-衰变，只有少
数核素(如40K)具有β-衰变和K 俘获两种衰变方式。
对放射性方法勘查来说，40
K 的影响应子以重视，因为40K 在地壳中分布极广。
天然钾有三个同位素，3919K(93.31％)，4019K(0.012％)和4119K(6.7％)，其中只有40
19K
具有放射性，它的半衰期为1.27×109年.一克天然钾一秒钟内约放出28个能量为1.31
MeV 的β-粒子，另外还放出3个能量为1.46MeV 的γ光子。钾衰变后形成40Ar 和40Ca ，它们都是稳定核素因此在含钾的岩石中均存在40At 和40Ca 。
1.3.6 常用天然放射性核素的特征
三个天然放射性系列中，铀、钍是重要的核燃料，是找矿的主要对象，而铀的衰变子体在找矿工作中的应用也日益广泛。因此有必要将铀、钍及其某些衰变子体的特征作一简单介绍。
1．铀（Z=92）
铀为银色金属，具有金属光泽，质较软，易机械加工，化学活动性与铁相似，在空气中易氧化，也易溶于酸，19.05g/cm 3。
自然界中有三个铀同位素：
238
U ，半衰期a T 92
110468.4×=
15
16
表1-4 不成系列的天然放射性元素
能量（MeV ） 核 素
丰度（%）
半衰期 （a ）
衰变类型 粒子 γ射线
衰变产物
钾4019
K 0.012 1.27×109
β（89%）K （11%）
1.31 1.46 40
20Ca 4018Ar 铷8737Rb 27.85 4.6×1010
β- 0.28 8736
Sr
镧13857La 0.089 1.2×1011 β- K 0.21 1.436
0.788 138
56Ce 138
56Ba 钐14762Sm 14.97 1.07×1011 α 2.23 — 143
60Nd 镥17671Lu 2.60 3×1010 β- 0.42 0.306 0.202 0.088 176
72Hf 176
70Yb 铼18775R 62.5 5×1010
β-
0.0025
—
18776
Os
234
U ，半衰期52
11045.2×=T a
235
U ，半衰期82
11004.7×=T a
它们在自然界中的分布存在下列比例关系：
140
1:17001:
1U :U :U 235234238
= 其中，235U 不属于铀系列，它在自然界不单独存在，总是与238U 共生在一起。 在慢中子作用下，235U 的原子核可分裂成两个中等原子量的原子核，同时放出
1~3个中子。当235U 的浓度和体积达到一定值时，可以发生链式反应，释放出巨大的能量，235U 是主要的核燃料。但235U 的丰度约只占铀的0.7%，并且与238U 分离提纯的工艺也比较复杂。
235
U 可经中子轰击成239U ，再经两次β衰变成埘239Pu ，239Pu 与235U 有类似的性
质，可以作为核燃料。
239
Pu 是将精治的天然铀放在铀-钚循环反应堆中轰击而得到的。 2．钍(Z=90)
钍为银白色金属，密度为11.0g/cm 3。它难与氧化合，在一定的氟离子参与下可
溶解于盐酸及硝酸。在自然界中，钍有6个同位素，即232Th ，230Th(Io)、228
Th(RdTh)，234
Th(UX 1)，227Th(RdAc)、231Th(Uy)。但丰度较高的只有232Th ，其他几个同位素的
丰度很低。
232
Th 经中子轰击形成233Th ，再经两次β衰变生成233U ，233U 和239Pu 一样可以作
为核燃。目前由于工艺和工程方面的困难，232Th 尚未被广泛利用。
3．镭(Z=88)
17
镭为银白色金属，具有金属光泽，密度为5g/cm 3，在空气中不稳定，易与水作用面形成Ra(OH)2，自然界中镭有四个同位素，即226Ra 、223Ra(MsTh 1)、224Ra(ThX)，
223
Ra(AcX)。它们的量不多，但分布广，在各种岩石中都含有不同量的镭(浓度都很
低)，镭在自然界中的广泛分布以及镭的短寿衰变产物具有高放射性的特点，使人们能利用镭的放射性来找矿。
4．氡(Z=86)
氡是放射性气体，属惰性气体，密度为9.27g/l(0℃，101325Pa)，比空气重7.5倍多，在0℃及101325Pa 压力下可形成水合物。在自然界中，氡有四个同位素，较重要的只有三个，分别属于三个放射性系列·
222
Rn (Rn)
=2
1T 3.825d
220
Rn(Tn) =2
1T 54.5s
219
Rn(An) =2
1T 3.96s
镭衰变形成的氡，在岩石与土壤中广泛分布。由于氡衰变时放出α射线，氡的短寿子体衰变时放出能注量率大的β、γ射线，所以现有的我矿手段中，很多是基于测量氡及其短寿子体的放射性。
氡的三个同位素的半衰期相差悬殊，测定它们的放射性随时间的变化，可以将它们定性区分，从而确定它们的母体核素。
5．钋(Z=84)
钋为银色金属，具金属光泽，密度为9.4g/cm 3。在空气中或氧中渐渐氧化成黄色氧化物，钋及其氧化物能溶于盐酸，生成黄色PoCl 4溶液。钋盐容易水解而形成胶体，钋是所有射性核素中最容易形成胶体的核素，在自然界中钋有七个同位素。
210
Po(RaF) =2
1T 138.4d
218
Po(RaA) =2
1T 3min
216
Po(ThA) =2
1T 0.15s
215
Po(AcA) =2
1T 1.8×10-3s
214
Po(RaC ′) =2
1T 1.64×10-4s
212
Po(ThC ′)
=2
1T 3.05×10-7s
211
Po(AcC ′)
=2
1T =0.56s
其中210Po的半衰期较长，旦又是α辐射体，因此常通过测定210Po的α辐射的方法测定210Po的量，以寻找铀矿床。
8．铅(Z=82)
铅是金属，呈深灰色，密度为11.35g/cm3。在空气中加热熔化生成PbO。铅可溶于稀HNO3，难溶于稀H2SO4及HCl。在天然放射性系列中，铅有七个同位素：210Pb(RaD) T=7.02×103s
214Pb(RaB) T=26.8min
212Pb(ThB) T=10.64h
211Pb(AcB) T=36.1min
206Pb(RaG) 稳定
207Pb(AcD) 稳定
208Pb(ThD) 稳定
其中四个为放射性同位素。三个为稳定同位素，即三个天然放射性系列衰变的最终产物。
在自然界存在的铅中总是含有放射性铅——210Pb，但数量极微。
在放射性矿石中总会含有少量的206Pb，207Pb及208Pb，因此根据矿物中所含铅的量与原始放射性物质生成的铅量的比值，可以确定矿物的年龄。
铅为良好的核辐射防护材料，因此它被广泛用于原子能工业。
1.4 天然放射性核素的射线谱
1.4.1 α射线谱
一种处于基态的放射性核素的原子核，通过α衰变放出某一能量的α粒子，所形成的原子核同样处于基态。大多数α衰变属于这种情况。同时有少数原子核在α衰变时只放出较小能量的α粒子，所形成的子体原子核处于激发状态，当子核由激发态跃迁到基态时，伴随放出γ射线。因此一种核素经α衰变有可能放出几种能量不同的α粒子，例如铀系的镭衰变时放出的α粒子，能量为4.785MeV的约占95％，4.602MeV 的占5％左右，4.33MeV的占0.01％。
还有一些核素的部分原子核，在α衰变前就处于激发态，因而放出较大量的α粒子，例如212Po(ThC′)，绝大部分212Po的原子核由基态进行α衰变，放出能量为8.784 MeV的α粒子；少量的212Po原子核由不同能级的激发态进行α衰变，放出能量为9.488 MeV，10.417MeV和10.536MeV的α粒子。
总之，由于α衰变前或衰变后放射性核素的原子核可以处于基态或不同能级的激
18
核辐射物理与探测学课后习题
第一章 原子核的基本性质 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 1-2 将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 1-5 已知()()92,23847.309,92,23950.574MeV MeV ?=?= ()()92,23540.921,92,23642.446MeV MeV ?=?= 试计算239U ，236U 最后一个中子的结合能。 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 第二章 原子核的放射性 2.1经多少半衰期以后，放射性核素的活度可以减少至原来的3%,1%,0.5%,0.01%? 2.7 人体内含%18的C 和%2.0%的K 。已知天然条件下C C 1214与的原子数之比为12102.1，C 14的573021=T 年；K 40的天然丰度为%0118.0，其半衰期a T 911026.1?=。求体重为Kg 75的人体内的总放射性活度。 2-8 已知Sr 90按下式衰变： Zr Y Sr h a 90 64,901.28,90??→????→?--ββ(稳定) 试计算纯Sr 90放置多常时间，其放射性活度刚好与Y 90的相等。 2-11 31000 cm 海水含有g 4.0K 和g 6108.1-?U 。假定后者与其子体达平衡，试计算31000 cm 海水的放射性活度。 第三章 原子核的衰变 3.1 实验测得 Ra 226 的α能谱精细结构由()%95785.41MeV T =α和()%5602.42 MeV T =α两种α粒子组成，试计算如下内容并作出Ra 226衰变网图（简图） （1）子体Rn 222核的反冲能； （2）Ra 226的衰变能； （3）激发态Rn 222发射的γ光子的能量。 3.2 比较下列核衰变过程的衰变能和库仑位垒高度： Th He U 2304234+→； Rn C U 22212234+→； Po O U 21816234+→。
成都理工大学核辐射测量方法复习题(研究生师兄制作良心版)
一、名词解释（每名词3分，共24分） 半衰期：放射性核素数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值。 放射性活度：表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。A＝ｄN/dt。 射气系数：在某一时间间隔内，岩石或矿石析出的射气量N1与同一时间间隔内该岩石或矿石中由衰变产生的全部射气量N2的比值，即η*= N1/N2×100%。 原子核基态：处于最低能量状态的原子核，这种核的能级状态叫基态。 核衰变：放射性核素的原子核自发的从一个核素的原子核变成另一种核素的原子核，并伴随放出射线的现象。 α衰变：放射性核素的原子核自发的放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程成为α衰变 衰变率：放射性核素单位时间内衰变的几率。 轨道电子俘获：原子核俘获了一个轨道电子，使原子核内的质子转变成中子并放出中微子的过程。 衰变常数：衰变常数是描述放射性核素衰变速度的物理量，指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率。线衰减系数：射线在物质中穿行单位距离时被吸收的几率。 质量衰减系数：射线穿过单位质量介质时被吸收的几率或衰减的强度，也是线衰减系数除以密度。 铀镭平衡常数：表示矿（岩）石中铀镭质量比值与平衡状态时铀镭质量比值之比。 吸收剂量：电力辐射授予某一点处单位质量物质的能量的期望值。D=dE/dm，吸收剂量单位为戈瑞（Gy）。 平均电离能：在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。 碰撞阻止本领：带电粒子通过物质时，在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量。 核素:具有特定质量数，原子序数和核能态，而且其平均寿命长的足以已被观察的一类原子 粒子注量：进入单位立体球截面积的粒子数目。 粒子注量率：表示在单位时间内粒子注量的增量 能注量：在空间某一点处，射入以该点为中心的小球体内的所有的粒子能量总和除以该球的截面积 能注量率：单位时间内进入单位立体球截面积的粒子能量总和 比释动能：不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释放出的全部带电粒子的初始动能总和 剂量当量：某点处的吸收剂量与辐射权重因子加权求和 同位素:具有相同的原子序数，但质量数不同，亦即中子数不同的一组核素 照射量：X=dq/dm，以X射线或γ射线产出电离本领而做出的一种量度 照射量率：单位质量单位时间内γ射线在空间一体积元中产生的电荷。 剂量当量指数：全身均匀照射的年剂量的极限值 同质异能素：具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素 平均寿命：放射性原子核平均生存的时间.与衰变常熟互为倒数。 电离能量损耗率：带电粒子通过物质时，所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量 平衡含量铀：达到放射性平衡时的铀含量 分辨时间: 两个相邻脉冲之间最短时间间隔 康普顿边:发生康普顿散射时，当康普顿散射角为一百八十度时所形成的边 康普顿坪：当康普顿散射角为零到一百八十度时所形成的平台 累计效应:指y光子在介质中通过多次相互作用所引起的y光子能量吸收 边缘效应: 次级电子产生靠近晶体边缘，他可能益处晶体以致部分动能损失在晶体外，所引起的脉冲幅度减小 和峰效应: 两哥y光子同时被探测器晶体吸收产生幅度更大的脉冲，其对应能量为两个光子能量之和 双逃逸峰：指两个湮没光子不再进行相互作用就从探测器逃出去 响应函数: 探测器输出的脉冲幅度与入射γ射线能量之间的关系的数学表达式 能量分辨率: 表征γ射线谱仪对能量相近的γ射线分辨本领的参数 探测效率：表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲1. 峰总比:全能峰的脉冲数与全谱下的脉冲数之比 峰康比:全能峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比
原子核物理辐射探测学期末试题及其答案1
西南科技大学2010-2011-1学期 《核辐射探测学》本科期末考试试卷(B卷) 课程代码 2 4 3 1 4 0 9 8 0 命题单位国防科技学院辐射防护与环境工程教研室 一．填空题（每空2分，共30分） 1.带电粒子的射程是指__________________，重带电粒子的射程与其路程_________。 2.根据Bethe公式，速度相同的质子和氘核入射到靶物质中后，它们的能量损失率之比是 _________ 3.能量为2.5 MeV的γ光子与介质原子发生康普顿散射，反冲电子的能量范围为_________， 反冲角的变化范围是_________。 4.无机闪烁体NaI的发光时间常数是430 ns，则闪烁体被激发后发射其总光子数目90%的光 子所需要的时间是_________。 5.光电倍增管第一打拿极的倍增因子是20，第2~20个打拿极的倍增因子是4，打拿极间电 子传输效率为0.8，则光电倍增管的倍增系数为_________。 6.半导体探测器中，γ射线谱中全能峰的最大计数率同康普顿峰的最大计数率之比叫做____。 7.电离电子在气体中的运动主要包括_________、_________、_________。 8.探测效率是指___________与进入探测器的总的射线个数的比值。 9.若能量为2 keV的质子和能量为4 keV的α粒子将能量全部沉积在G-M计数器的灵敏体积 内，计数器输出信号的幅度之比是_________。 10.当PN结探测率的工作电压升高时，探测器的结电容_________，反向电流_________。 二．名词解释（每题4分，共16分） 1.湮没辐射 2.量子效率 3.电子脉冲电离室 4.分辨时间 三．简答题（每题8分，共32分） 1.电离室的工作机制？屏栅电离室相比一般的平板电离室有什么优点？ 2.有机闪烁体中“移波剂”、无机闪烁体中“激活剂”，他们的作用分别是什么？ 3.简述PIN结探测器的结构和工作原理，和PN结探测器相比它有什么优点？ 4.气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器各有什么优点？用于α粒子探测的主要是哪类探 测器，为什么？ 四．计算题（共22分）
电磁辐射检测方法
常规电磁辐射监测方法 1.电磁辐射污染源监测方法 1)环境条件 应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。 2)测量仪器 可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。采用有方向性探头时，应在测量点调整探头方向以测出测量点最大辐射电平。 测量仪器工作频带应满足待测场要求，仪器应经计量标准定期鉴定。 3)测量时间 在幅射体正常工作时间内进行测量，每个测点连续测5次，每次测量时间不应小于15秒，并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间。 4)测量位置 测量位置取作业人员操作位置，距地面0.5、1、1.7m三个部位。 辐射体各辅助设施（计算机房、供电室等）作业人员经常操作的位置，测量部位距地面0.5—1.7m。 辐射体附近的固定哨位、值班位置等。 数据处理 出每个测量部位平均场强值（若有几次读数）。 根据各操作位置的E值（H、P d）按国家标准《电磁辐射防护规定》（GB 8702—88）或其它部委制定安全限值”作出分析评价。 2.环境电磁辐射测量方法 1）测量条件 气候条件： 气候条件应符合待业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度相对湿度。 测量高度： 离地面1.7~2m高度。也可根据不同目的，选择测量高度。 测量频率： 电场强度测量值＞50 dBμV/m的频率作为测量频率。 测量时间： 本测量时间为5：00~9：00，11：00~14：00，18：00~23：00城市环境电磁辐射的高峰期。 24小时昼夜测量，昼夜测量点不应少于10点。 测量间隔时间为1h，每次测量观察时间不应小于15s，若指针摆动过大，应适当延长观察时间。 2）布点方法 典型辐射体环境测量布点
核辐射物理与探测学复习
核辐射物理与探测学复习 注：本提纲中的问题覆盖范围并不完备，因此不能完全替代书本复习，仅作参考之用！ 一、关于载流子 1) 无论是气体探测器，还是闪烁、半导体探测器，其探测射线的本质都是将射线沉积在探 测器灵敏体积内的能量转换为载流子。这三种探测器具有不同的载流子，分别是：气体（），闪烁体（），半导体（）； 答： 气体：电子－离子对； 闪烁体：第一个打拿极收集到的光电子； 半导体：电子－空穴对； 2) 在这个转换过程中，每产生一个载流子都要消耗一定的能量，称之为（），对于三种探测 器来说，这个能量是不同的，分别大概是多少？气体（），闪烁体（），半导体（）。这个能量是大些好，还是小些好？为什么？ 答： 平均电离能；30eV，300eV，3eV； 这个能量越小越好，因为平均电离能越小，产生的载流子就越多，而载流子的数目服从法诺分布，载流子越多则其数目的相对涨落越小，这会导致更好的能量分辨率； 3) 在这个转换过程中，射线沉积在探测器中的能量是一个（）变量，而载流子的数目是一 个（）变量，载流子的数目是不确定的，它服从（）分布，该分布的因子越是大些好，还是小些好？为什么？ 答：连续型变量；离散型变量；法诺分布；法诺因子越小越好，小的法诺因子意味着小的统计涨落，导致好的能量分辨率； 二、关于探测效率 1) 对于不带电的粒子（如γ、中子），在探测器将射线沉积在其灵敏体积中的能量转换为载 流子之前，还需要经历一个过程，如果没有该过程，则探测器无法感知射线。以γ射线为例，这个过程都包含哪些反应（）？这个过程的产物是什么（）？对于1个1MeV的入射γ射线，请随便给出一个可能的该产物能量（）？ 答： 对于γ射线，这些反应包括光电效应、康普顿散射以及电子对效应（如果γ射线的能量>1.022MeV）； 这些反应的产物都是次级电子； 对于1个1MeV的γ射线，次级电子的能量可以是几十keV～几百keV，也可以是接近1MeV； 2) 这个过程发生将主要地决定探测器的探测效率，那么影响探测效率（本征）的因素都有 哪些（）？在选择探测器的时候，为了得到高的探测效率（本征），应该做什么考虑（）？
成都理工大学《核辐射测量方法》考题
“核辐射测量方法”思考题 一、名词解释 1.核素 2.半衰期 3.碰撞阻止本领 4.平均电离能 5.粒子注量 6.粒子注量率 7.能注量 8.能注量率 9.比释动能 10.吸收剂量 11.剂量当量 12.辐射量 13.同位素 14.放射性活度 15.照射量 16.剂量当量指数 17.射气系数 18.α衰变 19.核衰变 20.同质异能素 21.轨道电子俘获 22.半衰期 23.平均寿命 24.电离能量损耗率 25.衰变常数 26.伽玛常数 27.平衡铀含量 28.分辨时间 29.轫致辐射 30.康普顿边 31.康普顿坪 32.累计效应 33.边缘效应 34.和峰效应 35.双逃逸峰
36.响应函数 37.衰变率 38.能量分辨率 39.探测效率 40.峰总比 41.峰康比 42.能量线性 43.入射本征效率 44.本征峰效率 45.源探测效率 46.源峰探测效率 47.俄歇电子 48.线衰减系数 49.光电吸收系数 50.质量衰减系数 51.光电截面 52.原子核基态 53.铀镭平衡常数 54.放射性活度 55.碰撞阻止本领 56.离子复合 57.光能产额 58.绝对闪烁效率 59. 二、填空 1.天然放射性钍系列的起始核素是其半衰期是。 2.天然放射性铀系列的起始核素是其半衰期是。 3.铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是、和； 其半衰期分别是、和。 4.α射线与物质相互作用的主要形式是和。 5.β射线与物质相互作用的主要形式是、和。 6.天然γ射线与物质相互作用的主要形式是、和 7.β衰变的三种形式是、和。 8.形成电子对效应的入射光子能量应大于MeV。 9.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是、和； 其γ光子的能量分别是、和。 10.β－衰变的实质是母核中的一个转变为。
核辐射探测复习资料B.
核技术 核探测复习材料 一、简答题： 1．γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式？（ 5分） 答：γ射线与物质发生相互作用（1）光电效应 （2）康普顿效应（得2分）（3）电子对效应（得2分） 2．典型的气体探测器有哪几种？各自输出的最大脉冲幅度有何特点，试用公式表示。（5分） 答：典型的气体探测器有（1）电离室（得1分）（2）正比计数管（得1分）（3）G-M 计数管（得1分） 脉冲幅度：（1）电离室：C e w E v = （得1分）（2）正比计数管：C e w E M v ?= （得0.5分）（3）G-M 计数管 最大脉冲幅度一样（得0.5分） 3．简述闪烁体探测器探测γ射线的基本原理。（5分） 答：γ射线的基本原理通过光电效应 、 康普顿效应和电子对效应产生次级电子（得1分），次级电子是使闪烁体激发（得1分），闪烁体退激发出荧光（得1分），荧光光子达到光电倍增管光阴极通过光电效应产生光电子（得1分），光电子通过光电倍增管各倍增极倍增最后全部被阳极收集到（得1分），这就是烁体探测器探测γ射线的基本原理。 注：按步骤给分。 4．常用半导体探测器分为哪几类？半导体探测器典型优点是什么？（5分） 答：常用半导体探测器分为(1) P-N 结型半导体探测器（1分）(2) 锂漂移型半导体探测器；（1分）(3) 高纯锗半导体探测器；（1分） 半导体探测器典型优点是(1) 能量分辨率最佳；（1分）(2)射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比。（1分） 5．屏蔽β射线时为什么不宜选用重材料？（5分） 答：β射线与物质相互作用损失能量除了要考虑电离损失，还要考虑辐射损失（1分），辐 射能量损失率 2 22NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-= 与物质的原子Z 2成正比（2分），选用重材料 后，辐射能量损失率必然变大，产生更加难以防护的x 射线（2分）。故不宜选用重材料。 注：按步骤给分。 6．中子按能量可分为哪几类？中子与物质发生相互作用有哪几种方式。（5分） 答案要点：第1问：快中子、热中子、超热中子、慢中子 答对3个以上得1分 第2问：中子的弹性和非弹性散射（1分）、中子的辐射俘获（1分）、中子核反应（1分）、中子裂变反应（1分） 二、证明题：（共10分） 1． （5分）试证明γ光子只有在原子核或电子附近，即存在第三者的情况下才能发生电 子对效应，而在真空中是不可能的。 答： 答：对γ光子能量 νγh E =；（1分）动量c h P ν γ=。（1分） 由能量守恒，有
核辐射测量原理复习知识要点
第一章 辐射源 1、实验室常用辐射源有哪几类？按产生机制每一类又可细分为哪几种？ 带电粒子源 快电子源： β衰变 内转换 俄歇电子 重带电粒子源： α衰变 自发裂变 非带电粒子源 电子辐射源：伴随衰变的辐射、湮没辐射、伴随核反应的射线、轫致辐射、特征X 射线 中子源：自发裂变、放射性同位素（α，n ）源、光致中子源、加速的带电粒子引起的反应 2、选择辐射源时，常需要考虑的几个因素是什么？ 答：能量，活度，半衰期。 3、252Cf 可做哪些辐射源？ 答：重带点粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。 第二章 射线与物质的相互作用 电离损失：入射带电粒子与核外电子发生库仑相互作用，以使靶物质原子电离或激发的方式而损失其能量 作用机制：入射带电粒子与靶原子的核外电子间的非弹性碰撞。 辐射损失：入射带电粒子与原子核发生库仑相互作用，以辐射光子的方式损失其能量。 作用机制：入射带电粒子与靶原子核间的非弹性碰撞。 能量歧离：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的，而发生了能量的离散；这种能量损失的统计分布，称为能量歧离。 引起能量歧离的本质是：能量损失的随机性。 射程：带电粒子沿入射方向所行径的最大距离。 路程：入射粒子在物质中行径的实际轨迹长度。 入射粒子的射程：入射粒子在物质中运动时，不断损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿原来入射方向所穿过的最大距离，称为入射粒子在该物质中的射程。 重带电粒子与物质相互作用的特点： 1、主要为电离能量损失 2、单位路径上有多次作用——单位路径上会产生许多离子对 3、每次碰撞损失能量少 4、运动径迹近似为直线 5、在所有材料中的射程均很短 电离损失： 辐射损失： 快电子与物质相互作用的特点： 1、电离能量损失和辐射能量损失 2、单位路径上较少相互作用——单位路径上产生较少的离子对 3、每次碰撞损失能量大 4、路径不是直线，散射大 ?? ???242ion 0dE 4πz e -=NZB dx m v ()()??rad ion dE/dx E Z dE/dx 800 2 22NZ m E z dx dE rad ∝??? ??-21m S rad ∝E S rad ∝2 NZ S rad ∝
西南科技大学 最新 原子核物理及辐射探测学_1-10章答案
西南科技大学 原子核物理与辐射探测学1-10章课后习题答案 第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=???? ??????--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+=≈-= α粒子的质量 g u m m 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 12285 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ()() u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==
试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]M e V .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 RZZeEc024)1(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +??? ??----=--12 312322, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到
核辐射测量方法
核辐射测量方法 葛良全 周四春 成都理工大学核技术与自化工程学院 2007．8
前言 本讲义旨在缓解我院“核工程与核技术”专业人才培养计划调整后尚无专业教材的状况。主要内容有核辐射测量基础知识、射线与物质相互作用、核辐射测量的单位、核辐射防护知识、γ射线测量方法、β射线测量方法、α射线测量方法、X射线荧光测量方法、核辐射测量统计学与误差预测等。该讲义可作为“核工程与核技术”和“辐射防护与环境保护”专业的核辐射测量方法课程的教材，也可作为“测控技术与仪器”、“勘查技术工程”和“地球化学”（铀矿地质勘探方向）等本科专业的教学参考书，以及“核科学与技术”学科专业研究生教学的参考书。 本讲义相关内容主要从以下几本参考书的有关内容编辑： [1]章晔，华荣洲、石柏慎编著，放射性方法勘查，原子能出版社，1990 [2]葛良全，周四春，赖万昌编著，原位X辐射取样技术，四川科学技 术出版社，1997 [3]格伦敦F 诺尔著（李旭等译），辐射探测与测量，原子能出版社， 1984。 [4]复旦大学、清华大学、北京大学，原子核物理实验方法，北京，原 子能出版社，1985 [5]李星洪等编，辐射防护基础，北京，原子能出版社，1982 [6]吴慧山，核技术勘查，北京，原子能出版社，1998 [7]王韶舜，核与粒子物理实验方法，北京，原子能出版社，1989
1 第1章 放射性方法勘查的基本知识 1.1 原子和原子核 1.1.1 原 子 原子是构成自然界各种元素的最基本单位，由原子核及核外轨道电子(又称束缚 电子或绕行电子)组成。原子的体积很小，直径只有10－ 8cm 左右，原子的质量也很小， 例如氢原子质量为1.67356×10－ 24g ，铀原子的质量为3.951×10-22g 。原子的中心为原子核，它的直径比原子的直径小得多，为n·10-13～n ·10-12(cm)，但它集中了原子的绝大部分质量。例如氢原子由原子核和一个束缚电子组成，其结构示于图1-1，氢核的质量为1.67×10-24g ，而束缚电子的质量仅 为9.1×10-28g ，两者的比值近似为1/1840。对 于原子序数较大的原子，这个比值更小些。例如，铀原子92个绕行电子的总质量和原子核质量之比为1/4717。 原子核带正电荷，束缚电子带负电荷，两者所带的电荷量相等，符号相反，因此原子本身呈中性。当原子吸收外来的能量，使轨道上的电子脱离原子核的吸引而自由运动时，原子便失去电子而呈现电性，成为正离子。 原子中束缚电子按一定的轨道绕原子核运动，相应的原子处于一定的能量状态。对一种原子来说，它的绕行电子的数目和运动轨道都是一定的，因此每一个原子只能处于一定的，不连续的一系列稳定状态中。这一系列稳定状态，可用相应的一组能量W i 表征，W 称为原子的能级。处于稳定状态的原子，不放出能量。当原子由较高能级W 1跃迁到较低的能级W 2时，相应的能量变化△W 即W 1一W 2，以发射光子的形式释放出来，此时光子的能量为： 21W W hv ?= 式中，h ——普朗克常数，等于6.6262×10-34J·s ； v ——光子的频率。 将某种原子发射的各种频率的光子按波长排列起来，便构成了该种原子的发射 图1-1 氢原子核结构示意图 10-13cm 10-8cm
核辐射物理电子讲义第一章
核辐射物理及探测学 辐射的定义（R a d i a t i o n）: 以玻或运动粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量（如声辐射、热辐射、电磁辐射、α辐射、β辐射、中子辐射等）的统称。 通常论及的“辐射”概念是狭义的，它不包括无线电波和射频波等低能电磁辐射，也不包括声辐射和热辐射，而仅是指高能电磁辐射（光辐射）和粒子辐射。这种狭义的“辐射”又称为“射线”。 按照其来源，辐射（射线）可以分为核辐射、原子辐射、宇宙辐射等，又可分为天然辐射、人工辐射等。 按照其荷电情况和粒子性质，辐射（射线）又可分为：带电粒子辐射，如α、p、D、T、±π、±μ、±e等；中性粒 子，如n、ν、?π等；电磁辐射，如γ射线和X射线等。 课程介绍： 核辐射物理及探测学是工程物理系本科生的一门主干专业基础课。本课程要使学生对于核辐射物理学、辐射探测器的原理、性能和应用以及探测辐射的基本理论与方法具有深入明确的了解，并具有创造性地灵活应用的能力。经过后续实验课的学习，学生在辐射探测实验技术方面将进一步获得充分的训练。 核辐射物理及探测学是一门内容非常丰富与科学实验关系极其密切的课程。核辐射物理涉及原子核的基本性质、各种辐射的产生、特征，辐射与物质的相互作用及微观世界的统计概率特性等，是核科学及核工程的基础。辐射探测学是近百年来核科学工作者在实践中发明、发展的探测器与探测方法的归纳和总结。通过课程学习应当培养学生掌握如何从实际出发分析问题、解决问题，以及如何综合应用基础理论和所学的各种知识的思维方法和能力，本课程中讲授的核辐射物理、辐射探测器与探测方法方面的知识，将为学生将来从事核能与核科学科研、生产、管理等工作打下良好的基础。 本课程主要由三部分组成： （1）核辐射物理学。（第一章～第六章）这既是辐射探测的物理基础，又是其他专业课的基础。 22学时 （2）辐射探侧器件与装置的原理、性能和应用。（第七章～第十章）26学时 （3）探测辐射的理论和方法。（第十一章，第十二章）16学时 教科书：《核辐射物理与探测学》（讲义）陈伯显编著 《致电离辐射探测学》（讲义）安继刚编著 参考书：《原子核物理实验方法》复旦,清华,北大合编出版社：原子能出版社 《辐射探测与测量》(美)格伦F.诺尔著出版社：原子能出版社 《N u c l e a r R a d i a t i o n P h y s i c s》 R a l p h E. L a p p a n d H o w a r d L. A n d r e w s, P r e n t i c e-H e l l, I n c, E n d l e w o o d C l i f f s, N e w J e r s e y, 1997.
本科核辐射测量方法考题及参考答案
成都理工大学学年 第一学期《核辐射测量方法》考试试题 参考答案与评分标准 一、名词解释（每名词3分，共18分） 1. 探测效率：探测效益率是表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲计数之间关系的重要物理参数。 2. 衰变常数：衰变常数是描述放射性核素衰变速度的物理量，指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率。 3. 吸收剂量：电力辐射授予某一点处单位质量物质的能量的期望值。D=dE/dm，吸收剂量单位为戈瑞（Gy）。 4. 平均电离能：在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。 5. 放射性活度：表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。A＝ｄN/dt。 6.碰撞阻止本领：带电粒子通过物质时，在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量。 二、填空题（每空0.5分，共9分） 1.α射线与物质相互作用的主要形式是电离和激发。 2.铀系气态核素是222Rn；其半衰期是 3.825d。 3.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是214Bi 、208Tl 和40K；其γ光子的能量分别是 1.76MeV 、 2.62MeV和 1.46MeV。 4.β＋衰变的实质是母核中的一个质子转变为中子。 5.放射性活度的单位为：Bq；照射量率的单位为：C/kg*s；能注量率的单位为 W/m2。 6.β射线与物质相互作用方式主要有电离与激发、轫致辐射和弹性散射。
三、简要回答下列问题（每题6分，共36分） 1.简述NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸以及对谱线的影响。 解答：当γ光子在晶体内发生光电效应时，原子的相应壳层上将留一空位，当外层电子补入时，会有特征X射线或俄歇电子发出（3分）。若光电效应发生在靠近晶体表面处时，则改特征X射线有可能逃逸出探测晶体，使入射光子在晶体内沉淀的能量小于光子能量，光子能量与在晶体内沉淀能量即差为特征X射线能量（2分）。因此，使用Na(Tl)晶体做探测器时，碘原子K层特征射线能量为38keV，在测量的γ谱线上将会出一个能量比入射γ射线能量小28keV的碘特征射线逃逸峰（2分）。随着入射射线能量增加和探测晶体体积的增大，NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸峰会逐渐消失。（2分） 2.画出γ能谱仪的基本框图，并说明各个部分的作用。 图（3分） 闪烁体和倍增管是探测器部分，用于将γ射线的能量转化为可以探测的电信号。前置放大器是将信号进行一定倍数的放大。主放大器是将信号转化微可以供多道脉冲幅度分析器使用的信号。多道脉冲幅度分析器将信号转化成数字信号。微机对采集的信号进行软件的处理。（3分） 3.随着入射γ射线能量的变化，γ射线与物质相互作用的主要效应所占比例如何变化？ 解答：伽马射线与物质相互作用的主要形式是光电效应、康普顿效应和电子对效应。随着入射伽玛射线能量的变化，三种效应所占比例是不同的。低能光子与物质作用的主要形式是光电效应（2分）；随着射线能量增大，光电效应所占比例逐渐降低，康普顿效应所占比例增加，成为射线与物质作用的主要形式（2分）。当入射光子能量大于1.02MeV，将存在形成电子对效应的几率，并随着能量的继续增大，电子对效应所占的比例会逐渐增大；而康普顿效应和光电效应所占比例逐渐降低。电子对效应是高能量光子与物质作用的主要的作用形式。（2分） 4.简述半导体探测器的工作原理。 解答：半导体探测器工作时，在搬半导体P区和N区加反向电压，使空间电荷电场增强。电子和空穴分别向正负两级扩散，使得探测器灵敏区的厚度增大。（3分）当探测的射线进入
环境核辐射监规定(GB1237990)
环境核辐射监测规定(GB12379-90) 1 主题内容与适用范围 本标准规定了环境核辐射监测的一般性准则。 本标准适用于在中华人民共和国境内进行的一切环境核辐射监测。 2 引用标准 GB 8703 辐射防护规定 3 术语 3.1 源项单位 从事伴有核辐射或放射性物质向环境中释放并且其辐射源的活度或放射性物质的操作量大于从事伴有核辐射或放射性物质向环境中释放并且其辐射源的活度或放射性物质的操作量大于GB 8703规定的豁免限值的一切单位。 3.2 环境保护监督管理部门 国家和各省、自治区、直辖市及国家有关部门负责环境保护的行政监督管理部门。 3.3 核设施 从铀钍矿开采冶炼、核燃料元件制造、核能利用到核燃料后处理和放射性废物处置等所有必须考虑核安全和(或)辐射安全的核工程设施及高能加速器。 3.4 同位素应用 利用放射性同位素和辐射源进行科研。生产、医学检查、治疗以及辐照、示踪等实践。 3.5 环境本底调查 源项单位运行前对其周围环境中已存在的辐射水平、环境介质中放射性核素的含量，以及为评价公众剂量所须的环境参数、社会状况等所进行的调查。 3.6 常规环境监测
源项单位在正常运行期间对其周围环境中的辐射水平以及环境介质中放射性核素的含量所进行的定期测量。 3.7 监督性环境监测 环境保护监督管理部门为管理目的对各核设施及放射性同位素应用单位对环境造成的影响所进行的定期或不定期测量。 3.8 质量保证 为使监测结果足够可信，在整个监测过程中所进行的全部有计划有系统的活动。 3.9 质量控制 为实现质量保证所采取的各种措施。 3.10 代表性样品 采集到的样品与在取样期间的样品源具有相同的性质。 3.11 准确度 表示一组监测结果的平均值或一次监测结果与对应的正确值之间差别程度的量。 3.12 精密度 在数据处理中，用来表达一组数据相对于它们平均值偏高程度的量。 4 环境核辐射监测机构和职责 4.1 一切源项单位都必须设立或聘用环境核辐射监测机构来执行环境核辐射监测。核设施必须设立独立的环境核辐射监测机构。其他伴有核辐射的单位可以聘用有资格的单位代行环境核辐射监测。 4.1.1 源项单位的核辐射监测机构的规模依据其向环境排放放射性核素的性质、活度、总量、排放方式以及潜在危险而定。 4.1.2 源项单位的环境核辐射监测机构负责本单位的环境核辐射监测，包括运行前环境
原子核物理及核辐射探测学第一章-第三章习题参考答案
第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 () MeV ....c v c m m c E e 924003521511012 2 22 =?? ? ??-= -= =； 动能 () MeV c v c m T e 413.0111 2 2=??? ? ? ?? ?? ?--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+ =≈-= α粒子的质量 g u m m 232 2 010128.28186.1295.010026.41-?==-= -= βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 122 8 5 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==
( )( ) u .U M ;u .U M 045582236043944235236 235 == 试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?=()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6 求C 136和N 13 7核库仑能之差。 答：C 136和N 137核库仑能之差为 ()()?? ?????---?=?3 1011220211453A r Z Z Z Z e E C πε () ??? ? ???????-????? =---311512 2 19 131051566710858410602153...π MeV .J .935210696413=?=- 1-8利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +?? ? ??----=--12 3 123 22, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B
核辐射测量方考试必考点
剂量当量：是用适当的修正因数对吸收剂量进行修正，使得修正后的吸收剂量更好地和辐射所引起的有害效应联系起来。定义为在组织内所关心的一点上的吸收剂量D 、品质因数Q 、修正因子的三项乘积。 这组辐射物理量适用于度量在各种介质中的各种射线。 吸收剂量与照射量的关系：空气辐射场的X 或γ射线，可通过下式将照射量X 换算为吸收剂量D ： 其中：g 表示发生韧致辐射而逃逸出去的能量（未发生电离产生离子对）；W 为平均电离能；e 为电子电量。 2、简要说明放射性物质的常用重量单位及其适用对象，常用 的活度单位及其适用对象，常用的含量单位有哪些？ 放射性物质的重量（常将重量和质量称呼一致）单位常用的有克、千克，适用长寿核素；常用的活度单位有Bq 、Ci ，适用长寿和短寿核素。固体物质中放射性核素的含量单位有：克/克、克/100克（%）、克/吨（g/t ）、ppm ；液体或气体物质中放射性核素的含量单位有：g/L, mg/L ，Bg/L,Bg/m3。 3、说明放射性活度与射线强度的区别。 放射性活度：指单位时间内发生衰变的原子核数目。射线强度：放射源在单位时间内放出某种射线的个数。 4、放射性核素的活度经过多少个半衰期以后，可以减少至原 来的15%、7%、0.1%？ 根据： ， 依次类推。 5、采用两种方法计算距一个活度为1居里的60Co 放射源一米远处的伽玛射线照射量率（注： 60CO 每次衰变放出能量为1.17MeV 和1.33MeV 的光子各一个，在空气中的质量吸收系数为2.66×10-3m2/Kg ）。 解法一（查表法）： 查表知 解法二（物理法）： 6、简述外照射防护的基本原则和基本方法，以及内照射防护 的最根本方法。 外照射防护基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使之所受照射N Q D H ??=W e g D W e g dm dE dm dQ X ?-=?-==)1()1(2/12 ln T =λt T t e A e A t A 2/121ln )0()0()(==-λ2/121 ln 3.0ln )0()0(15.02/1T t e A A t T =?=118-2 1 11218102 109.25)1(10503.2107.31------????≈????????=Γ ?=s kg C m s Bq kg m C Bq R A X 24R E An πψγ γ= 118-19123261102109.2585.3310602.11066.2)1(1415926.3410)33.117.1(107.314------????≈????????+???= ???? ??=???? ??=s kg C eV kg m m eV s W e R E An W e X a en a en Ｃρμπρμψγγ
放射性同位素的检测方法和仪器
放射性同位素的检测方法和仪器 核辐射与物质间的相互作用是核辐射检测方法的物理基础。放射性同位素发出的射线与物质相互作用，会直接或间接地产生电离和激发等效应，利用这些效应，可以探测放射性的存在、放射性同位素的性质和强度。用来记录各种射线的数目，测量射线强度，分析射线能量的仪器统称为检测器。 一．核辐射的检测方法 使用相关核辐射检测仪器是检测核辐射的重要方法，利用物质衰变辐射后的电离、吸收和反射作用并结合α、β和γ射线的特点可以完成多种检测工作。对人体进行核辐射检查，主要先做物理性检测，如果发现检测指标异常，再进行生理性检测。主要采取以下方法： （一）使用核辐射在线测厚仪 核辐射在线测厚仪是利用物质对射线的吸收程度或核辐射散射与物质厚度有关的原理进行工作的。 （二）使用核辐射物位计 不同介质对γ射线的吸收能力是不同的，固体吸收能力最强，液体次之，气体最弱。若核辐射源和被测介质一定，
则被测介质高度与穿过被测介质后的射线强度将被探测器将穿过被测介质的I值检测出来，并通过仪表显示H值。 （三）使用核辐射流量计 测量气体流量时，通常需将敏感元件插在被测气流中，这样会引起压差损失，若气体具有腐蚀性又会损坏敏感元件，应用核辐射测量流量即可避免上述问题。 （四）使用核辐射探伤 放射源放在被测管道内，沿着平行管道焊缝与探测器同步移动。当管道焊缝质量存在问题时，穿过管道的γ射线会产生突变，探测器将接到的信号经过放大，然后送入记录仪记录下来。 二．核辐射的检测仪器 检测核辐射有各种不同的仪器，一般将检测器分为两大类：一是“径迹型”检测器，如照像乳胶、云室、气泡室、火花室、电介质粒子探测器和光色探测器等，它们主要用于高能粒子物理研究领域。二是“信号型”检测器，包括电离计数器，正比计数器，盖革计数管，闪烁计数器，半导体计数器和契伦科夫计数器等，这些信号型检测器在低能核物理、辐射化学、生物学、生物化学和分子生物学以及地质学等领域越来越得到广泛地应用。放射性运输从业人员所使用的检测器基本上属于“信号型”检测器。 “信号型”检测器包括电离型检测器、闪烁检测器和闪
核辐射物理与探测学复习资料
核辐射物理与探测学复习 一、关于载流子 1) 无论是气体探测器，还是闪烁、半导体探测器，其探测射线的本质都是将射线沉积在探 测器灵敏体积内的能量转换为载流子。这三种探测器具有不同的载流子，分别是：气体（），闪烁体（），半导体（）； 答： 气体：电子－离子对； 闪烁体：第一个打拿极收集到的光电子； 半导体：电子－空穴对； 2) 在这个转换过程中，每产生一个载流子都要消耗一定的能量，称之为（），对于三种探 测器来说，这个能量是不同的，分别大概是多少？气体（），闪烁体（），半导体（）。 这个能量是大些好，还是小些好？为什么？ 答： 平均电离能；30eV，300eV，3eV； 这个能量越小越好，因为平均电离能越小，产生的载流子就越多，而载流子的数目服从法诺分布，载流子越多则其数目的相对涨落越小，这会导致更好的能量分辨率； 3) 在这个转换过程中，射线沉积在探测器中的能量是一个（）变量，而载流子的数目是一 个（）变量，载流子的数目是不确定的，它服从（）分布，该分布的因子越是大些好，还是小些好？为什么？ 答：连续型变量；离散型变量；法诺分布；法诺因子越小越好，小的法诺因子意味着小的统计涨落，导致好的能量分辨率； 二、关于探测效率 1) 对于不带电的粒子（如γ、中子），在探测器将射线沉积在其灵敏体积中的能量转换为 载流子之前，还需要经历一个过程，如果没有该过程，则探测器无法感知射线。以γ射线为例，这个过程都包含哪些反应（）？这个过程的产物是什么（）？对于1个1MeV 的入射γ射线，请随便给出一个可能的该产物能量（）？ 答： 对于γ射线，这些反应包括光电效应、康普顿散射以及电子对效应（如果γ射线的能量>1.022MeV）； 这些反应的产物都是次级电子； 对于1个1MeV的γ射线，次级电子的能量可以是几十keV～几百keV，也可以是接近1MeV； 2) 这个过程发生将主要地决定探测器的探测效率，那么影响探测效率（本征）的因素都有 哪些（）？在选择探测器的时候，为了得到高的探测效率（本征），应该做什么考虑（）？ 答：