辐射作业2

10、对于λ = 0.32μm 的太阳辐射，若只考虑大气的气体分子散射与O 3的吸收，当地面气压为1个大气压，O 3总含量uO = 2mm ，，太阳天顶角θ = 40°时，求整层大气对此波长的透射率。 答案：0.254

()()()()

()(),, 4.05,,0.008813 4.05exp 802100.00880.32 1.3037exp 0.160.8884 1.30370.254

O R O O O O k u m m

e

e

m m λλλδθδθλλτθ-??-+??-+---==??=-??+????

=-+?????=

11、

求大气的透明系数P ?λ，光学厚度τ?λ及大气上界处S ?λ,0=？

答案：0.68465，0.373，22.31 Wm -2

即为长法求大气顶太阳辐射通量密度。

(),,0ln ln 0m S S m λλλδ=- (5.4.39)

y A Bx =+ (5.4.40)

假定不同太阳天顶角时大气性质不变，则透过率为常数。当测得几组观测值后，可用线性回归求出斜率和截距： θ： 40 50 60 70 m=secθ： 1.3037 1.5525 1.9927 2.8999 S λ： 13.95 12.55 10.46 7.67 lnS λ：

2.63 2.52 2.34 2.03

A=3.10932 S λ0= 22.4058 (Wm -2) B=-0.3726 (光学厚度τ?λ)

透明系数：透过率：exp(B)=0.68894

12、由飞机探测得到各高度的水平面上向上、下的辐射通量密度如下表（P 为各高度气压值）：

P (hPa) 1010 786 701

)m (W 2-↓?F 672.9 725.2 751.7 )m (W 2-↑?F

56.9

82.3

94.1

求各高度间气层的辐射变温率（℃/24h ）。

各高度E*为：

P (hPa) 1010 786 701 E*（Wm -2）

616 642.9 657.6 )m (W 2-↑?F

56.9

82.3

94.1

1010-786hPa:

()24*

243600

9.8642.9616

24360010047861010100

1.013/24h

p T g E t

c p

C h

??=-

????-=-

??-?=

786-701hPa

()24*

243600

9.8657.6642.9

2436001004701786100

1.458/24h

p T g E t

c p

C h

??=-

????-=-

??-?=

13、设有一温度T =300K 的等温气层，对于波长λ=14μm 的定向平行辐射当只有吸收削弱时，垂直入射气层的透射率T r =0.6587。试求：①气层对该辐射的吸收率，②若气层的光学质量u =0.4175(g/cm 2)求质量吸收系数k λ；③气层的漫射辐射透射率T f λ，④气层本身的辐射出射度。

答案：①0.3413，②1cm 2/g ，③0.5，④229.6 Wcm -2

3413.06587.011=-=-=λλτA

② 由透射率公式 )exp(u k a ?-=λλτ，求得g cm u k a /14175

.06587

.0ln ln 2=-=-

=λλτ ③气层的漫射辐射透射率T f λ=5.06587.066

.166.1==）（λτ

④气层本身的辐射出射度

)/(6.229300106696.55.0)12484,m W T F f =???=-=-στλ（

15、如在夜间地面上空布满云层，设地面为黑体，T 0=300K ，气压为P 0=1000hPa ，云底为黑体，温度T b =280K ，气压为P b =800hpa ，中间大气为等温T =285K 的灰体，其长波漫射透射率T f =0.4。试求：（1）地面的有效辐射，（2）中间气层的温度是要增加还是降低，求出变温率

?=??t

T

(℃/3h),（3）如果云底温度T b 改为260K ，则气层温度的变化将如何？ 答案：①95.4 Wcm -2，②0.19℃/3h ，③-0.094

1）

(1-A) σT 04 A σT 4 ———————————————————— σT b 4 T A σT 04

———————————————————— (1-A) σT b 4 A σT 4

不考虑大气对长波辐射的散射削弱，中间大气对长波的吸收率为

10.6f A τ=-=

1）地面有效辐射为：

()()()

444

00444213000.42800.628595.41b E T A T A T Wm σσσσ-=---=-?-?= 2)中间气层的辐射差额为

()()

()

()

444

044408

4

4

4

2*220.6 5.6696103002802285

35.772b b E A T T A T A T T T Wm σσσσ--?=+-=+-=???+-?=

变温率

()3*

33600

9.835.772

3360010048001000100

0.19/3h

p T g E t

c p

C h

??=-

????=-

??-?=

3）若云底温度改为260K ，则中间气层的辐射差额为

()217.8674E Wm -?=-

30.094/3h

T C h t

?=-?

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+→。

核辐射探测习题解答2

第七章作业答案 1.设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。 解： 5152 5(,)!5(0;5)0.00670!5(0;5)0.03371! 5(0;5)0.08422! N N r r r r N P N N e N P e P e P e ----=?=?==?==?= 在1秒内小于或等于2的概率为： (0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++= 2.若某时间内的真计数值是100，求得到计数为104的概率。 解： 高斯概率密度函数为： 2 22220.012102()2(100104)4(;,)100,10 104 (104;100;10)0.0145 N N P N N e N N P e e σσσ?-----======== 5.本底计数率n b =15计数/min,测量样品计数率n 0=60计数/min,试求对给定的测 量时间t b +t s 来说净计数率精确度最高时的最优比值t b /t s ;若净计数率的误差为 5％，t b 和t s 的最小值是多少？ 解： 2:2:1 s b s b t t t t ==== 若要使净计数率的误差为5％ 1122222211222222()60(6015)17.778().(6015).(5%) ()15(6015)8.889().(6015).(5%)s s s s b s s b n b s b b s b n n n n t n n n n n t n n δδ+?+?===--+?+?= ==-- 6.为了探测α粒子，有两种探测器可以选择，一种的本底为7计数/min,效率为0.02;另一种的本底为3计数/min,效率为0.016,对于低水平测量工作，应选用

辐射安全与防护培训考试题及答案

培训试卷辐射安全与防护培训考试题及答案 课程名称：__________ 班级：__________ 姓名：学号_____ 一、选择题（1×17=17分） 1.在正常本底地区，天然辐射源对成年人造成的平均年有效剂量约为：B A)20mSv B) B)2.4mSv C)C) 5mSv 2.在人工辐射源中，对人类照射剂量贡献最大的是：B A)核电厂 B)医疗照射 C) 氡子体 3.在核电厂放射性热点设备上布置铅皮，目的是为了屏蔽：B A)β射线 B)γ射线 C)n射线 4.在内照射情况下，α、β、γ放射性物质的危害程度依次为：A A)α＞β＞γ B)γ＞β＞α C)γ＞α＞β 5.固定的表面污染对人具有 A 风险。 A)外照射 B)内照射 C) A＋B 6.工作人员控制区，个人剂量计应佩戴在工作人员的B 部位。 A)右胸 B)左胸 C)头部 7.控制区内产生的湿废物应作为B 进行收集和处理色收集袋。 A)可压缩 B)不可压缩 C)待去污物品

8.人体皮肤的β放射性表面污染限值为：B A)4Bq/cm B)0.4Bq/cm C)40Bq/cm 9.个人剂量限值限制的是：C A)外照射剂量 B)内照射剂量 C)内照射剂量+外照射剂量 10.在 B 工况下进入反应堆厂房，必须办理《红区进入许可222 证》。 A)任何 B)反应堆运行 C)停堆 11.气衣主要用于：B A)高外照射区域作业 B)严重空气污染+表面污染区域作业 C)放射性积水区域作业 12.在控制区内，工作人员的个人防护包括：B A)时间防护、距离防护、屏蔽防护 B)外照射防护、内污染防护、体表污染防护 C)外照射防护、空气污染防护、表面污染防护 13.下列不宜采用直接法测量表面污染的是：A A)环境γ本底高 B)固定表面污染 C)松散表面污染 14.下列不宜采用擦拭法测量表面污染的是：B A)环境γ本底高 B)固定表面污染 C) 松散表面污染15-16可能为多项选择题 15、下列哪些机体变化属于确定性效应：（a b c e） a. 皮肤损伤 b. 造血器官损伤 c. 中枢神经损伤 d. 癌症 e. 免疫系统受损

辐射防护的目的和原则

辐射防护的目的和原则 辐射防护的目的是：既要保护工作人员个人、他们的后代和全体人类，又要允许进行那些可能产生辐射或伴随着辐射的正当的实践活动。所以，辐射防护的目的在于防止有害的确定性效应（即非随机性效应）的发生，并限制随机性效应的发生几率，使之保持在可合理达到的尽量低的水平。 辐射防护的原则 为了达到辐射防护目的，辐射防护必须遵循辐射实践正当化，辐射防护最优化和个人剂量限值三项基本原则。辐射防护三原则是针对受控辐射源（即辐射实践）的辐射照射情况而言的。原则上说，它们并不完全适用于非受控辐射源（即干预，如核事故时的情况）的辐射照射的情况。因为在干预的情况下，人们已不可能通过对辐射源施加控制来限制人们所接受的辐射剂量。 1辐射实践的正当性 在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过充分论证，权衡利弊。只有当该项实践所带来的利益大于为其所付出的代价时，才能认为该项辐射实践是正当的。需要注意的是，这里所说的利益包括社会的总利益，不仅仅是某些团体或个人得到的好处。同样，代价也是指由于引进该项实践后的所有消极方面的总和，它包括经济代价，健康危害、环境影响，同时还包括心理影响和社会问题等。由于利益和代价在群体中的分布往

往不相一致，付出代价的一方并不一定就是直接获得利益的一方。所以，这种广泛的利害权衡过程只有在保证每一个个体所受的危害不超过可 以接受的水平这一条件下才是合理的。在判断辐射实践正当与否时，一般需要综合考虑政治、经济、社会等许多方面的因素，辐射防护仅是其中应考虑的一个方面。 2辐射防护的最优化 辐射防护最优化在实际的辐射防护中占有重要的地位。在实施某项辐射实践的过程中，可能有几个方案可供选择，在对这几个方案进行选择时，应当运用最优化程序，将一切辐射照射保持在可合理达到的尽可能低的水平（As Low As Reasonably Achievable, ALARA）。因此，辐射防护最优化原则也称ALARA原则。在考虑辐射防护时，并不是要求剂量当量越低越好，而是通过利益/代价分析，在考虑了社会和经济的因素之后使照射保持在合理可行尽量低的水平。 3个人剂量限值 实践正当性和防护最优化都是按照一个实践或群体的利害来考虑的，实践带来的利益和危害在群体中的分布通常是不尽相同的。也就是说，虽然辐射实践满足了正当性要求，辐射防护亦做到了最优化，但还不一定能对每个个人提供足够的防护。因此，对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用个人剂量限值对照射加以限

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

同步辐射原理与应用简介

第十五章 同步辐射原理与应用简介§ 周映雪 张新夷 目 录 1. 前言 2．同步辐射原理 2.1 同步辐射基本原理 2.2 同步辐射装置：电子储存环 2.3 同步辐射装置：光束线、实验站 2.4 第四代同步辐射光源 2.4.1自由电子激光（FEL） 2.4.2能量回收直线加速器（ERL）同步光源 3. 同步辐射应用研究 3.1 概述 3.2 真空紫外（VUV）光谱 3.3 X射线吸收精细结构（XAFS） 3.4 在生命科学中的应用 3.5 同步辐射的工业应用 3.6 第四代同步辐射光源的应用 4．结束语 参考文献 §《发光学与发光材料》（主编：徐叙瑢、苏勉曾）中的第15章：”同步辐射原理与应用 简介”，作者：周映雪、张新夷，出版社：化学工业出版社 材料科学与工程出版中心；出版日期：2004年10月。

1. 前言 同步辐射因具有高亮度、光谱连续、频谱范围宽、高度偏振性、准直性好、有时间结构等一系列优异特性，已成为自X光和激光诞生以来的又一种对科学技术发展和人类社会进步带来革命性影响的重要光源，它的应用可追溯到上世纪六十年代。1947年，美国通用电器公司的一个研究小组在70MeV的同步加速器上做实验时，在环形加速管的管壁，首次迎着电流方向，用一片镜子观测到在电子束轨道面上的亮点，而且发现，随加速管中电子能量的变化，该亮点的发光颜色也不同。后来知道这就是高能电子以接近光速在作弯曲轨道运动时，在电子运动轨道的切线方向产生的一种电磁辐射。图1是当时看到亮点的电子同步加速器的照片，图中的箭头指出亮点所在位置。那时，科学家还没有意识到这种同步辐射其实是一种性能无比优越的光源，高能物理学家抱怨，因为存在电磁辐射，同步加速器中电子能量的增加受到了限制。大约过了二十年的漫长时间，科学家（非高能物理学家）才真正认识到它的用处，但当时还只是少数科学家利用同步辐射光子能量在很大范围内可调，且亮度极高等特性，对固体材料的表面开展光电子能谱的研究。随着同步辐射光源和实验技术的不断发展，越来越多的科学家加入到同步辐射应用研究的行列中来，同步辐射的优异特性得到了充分的展示，尤其是在红外、真空紫外和X射线波段的性能，非其他光源可比，很多以往用普通X光、激光、红外光源等常规光源不能开展的研究工作，有了同步辐射光源后才得以实现。到上世纪九十年代,同步辐射已经在物理学、化学、生命科学、医学、药学、材料科学、信息科学和环境科学等领域，当然也包括发光学的基础和应用基础研究，得到了极为广泛的应用。目前，无论在世界各国的哪一个同步辐射装置上，对生命科学和材料科学的研究都具

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.

同步辐射应用专题考试题目

同步辐射应用专题 简答60分（任选4题） 1。组合材料学通过在一块基片上合成大量密集排列的微量材料样品阵列，并快速表征每个微量样品的特性，筛选/优化新材料。在此工作中同步辐射可以发挥很大的作用，现已发展了哪些手段，并用于哪些材料性质的表征？ 2。同步辐射紫外单光子电离与传统的电子轰击电离相比有哪些优势？ 3。与投射电镜相比，软x射线显微术主要有哪些优势？ 4。何谓VUV光子的量子剪裁？试以Gd-Eu为例图示说明其光跃迁过程？ 5。以铜粉为例，简述XAFs实验步骤和数据分析过程？ 6。什么是费米面？测量费米面的意义和在？ 7。激光的强度高，单色性好，为什么好多国家还要拼命建同步辐射装置？现在新建的同步辐射装置与二代光源有什么区别？ 8。吸收光谱的原理是什么？同步辐射吸收光谱有哪几类？他们的特点和研究的对象，目的各是什么？ 9。简述X射线显微原理和分类，同步辐射显微书和常规光源显微术的区别是什么？ 10。同步辐射可研究磁性材料，简述其原理和对同步辐射光束线的要求？ 填空题：20分 1。光电子能谱中E k=hv-E b-?，各项的物理意义 2。软x磁性园二色中电偶极跃迁的选择定则（） 3。同步辐射X射线高分辨衍射利用了同步辐射的什么特点？ 4 （Ramman 散射） 5。声子色散谱 6。计量站同步辐射的光谱覆盖范围 7。填σa（截面） 选择20分（这里只有一部分） 1。目前成熟的软x射线显微利用了x射线的什么特点？散射 2。X射线衍射动力学研究对象是？单晶 3。极紫外的光谱范围？5-100nm 4。X射线动力学是将单个电子作为整体与点磁场相互作用的结果，他能够解释反常散射。5。VUV用于绝缘体类固体发光材料研究较多，因为能及间隔大。

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

同步辐射光源简介

第20卷第2期2006年3月 常熟理工学院学报 Journal of Changshu Institute of Technology Vol.20No.2 Mar.2006同步辐射光源简介 谭伟石1,蔡宏灵2,吴小山2 (1.南京理工大学理学院应用物理系,江苏南京　210094; 2.南京大学固体微结构实验室,江苏南京　210093) 摘　要:简要介绍了同步辐射概念、同步辐射光源的特点及我国同步辐射光源发展的现状。 关键词:同步辐射光源;同步辐射特点;发展现状 中图分类号:TL8O43 文献标识码:A 文章编号:1008-2794(2006)02-0097-05 著名的物理学家杨福家先生概括了人类文明史上影响人类生活的光源的进展,分为四类[1]:第一类光源是1879年美国发明家爱迪生发明的电光源。不言而喻,人类现在的生活与文明离不开电光源,它使人类战胜了黑暗。 第二类光源是1895年德国科学家伦琴发现的X射线源。“X”是“未知”的符号,但是这种神秘莫测的、肉眼看不见的X光从被发现的时候就展现了它的魅力和对人类的巨大影响。 第三类光源是20世纪60年代美国与前苏联一批科学家创造的激光光源。目前激光的应用已经进入千家万户。如我们家庭中的激光唱片,超市的收款机所用的激光扫描器等,当然也有用于激光核聚变的大功率激光设备等,对人类的生活带来了巨大变化。 第四类光源就是同步辐射光源。1947年在美国纽约州Schenectady市通用电气公司实验室的一台能量为70Me V的同步加速器上,首次观察到一种强烈的辐射,这种辐射便被称为“同步辐射”。同步辐射是速度接近光速的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射。由于同步辐射消耗了能量,妨碍了高能粒子能量的提高,所以当时一直被认为是个祸害,没有得到重视。但是,人们很快便了解到同步辐射是具有从远红外到X光范围内的连续光谱、高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能的脉冲光源,可用于其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。而现在同步辐射已经成为一个重要的科学研究平台,它的应用领域已经覆盖了物理、化学、生物、材料、医药、地质等众多领域,已经成为衡量一个国家科研水平的重要标准。 1　同步辐射特点 同步辐射的主要设备,包括储存环、光束线和实验站。储存环使高能电子在其中持续运转,是产生同步辐射的光源;光束线利用各种光学元件将同步辐射引出到实验大厅,并“裁剪”成所需的状态,如单色、聚焦,等;实验站则是各种同步辐射实验开展的场所。同步辐射光源是人类发现的第四代光源。与前三种光源相比,它具有诸多优点: 1.1　频谱分布宽广 　收稿日期:2005-10-15 作者简介:谭伟石(1970—),男,湖南安化人,副教授。 DOI:10.16101/https://www.wendangku.net/doc/a9302448.html, https://www.wendangku.net/doc/a9302448.html,32-1749/z.2006.02.020

辐射防护知识培训

辐射防护知识讲座 ?第一部分辐射防护的目的原则与方法 一、放射防护目的 防止发生确定性效应，把随机性效应控制在可以接受的水平。限制随机性效应的发生率并降低到可以接受的水平；保障从事放射工作的人员和公众以及他们的后代的健康与安全，保护环境，促进放射性同位素和核技术的应用和发展。 实现辐射防护目的的办法： 1、为了防止确定性效应的发生，把剂量当量限值定在足够低的水平上，以保证工作者在终生全部时间内受到的照射也不会达到产生有害效应的阈值。 2、使一切具有正当理由的照射保持在合理的可以达到的尽量低的水平。 二、放射防护基本原则 1、实践的正当化 ?是指从事任何与放射性有关的活动，都要有正当理由。采取任何可能接受辐射剂量的行动，都要经过事先论证，进行正当化分析。 2、辐射防护最优化 ?在考虑辐射防护时，并不是要求受照剂量越低越好，而是通过利益/代价分析，在考虑了社会和经济的因素之后使照射保持在合理可行尽量低的水平。 ?3. 个人剂量限制 个人剂量限制是指在具备实践正当化和防护最优化的条件下，人员接受的剂量不能超过一定量值。 职业性外照射个人监测规范 GBZ128-2002 ?监测目的：对明显受到照射的器官或组织所接受的平均当量剂量或有效剂量作出估算，进而限制工作人员所接受的剂量，并且证明工作人员所接受的剂量是否符合有关标准。 ?监测原则：所有从事或涉及放射工作的个人，都应接受职业外照射个人监测。 ?a) 对于任何在控制区工作，或有时进入控制区工作且可能受到显著职业外照射的工作人员，或其职业外照射年有效剂量可能超过5mSv/a

的工作人员，均应进行外照射个人监测。 ?b) 对于在监督区工作或偶尔进入控制区工作、预计其职业外照射年有效剂量在1mSv/a─ 5mSv/a范围内的工作人员，应尽可能进行外照射个人监测。 ?c) 对于职业外照射年剂量水平可能始终低于法规或标准相应规定值的工作人员，可不进行外照射个人监测。 个人计量计佩带要求及监测周期 ?对于比较均匀的辐射场，当辐射主要来自前方时，剂量计一般在左胸前；当辐射主要来自人体背面时，剂量计应佩带在背部中间。 ?对于工作中穿戴铅围裙的场合（如放射科），通常应佩带在围裙里面。 ?当受照剂量可能相当大时(如介入放射学操作)，则还需在围裙外面衣领上另外佩带一个剂量计，以估算人体未被屏蔽部分的剂量。 ?只有当受照剂量很小且个人监测仅是为了获得剂量上限估计值时，剂量计才可佩带在围裙外面胸前位置。 ?对于短期工作和临时进入放射工作场所的人员（包括参观人员和检修人员等），应佩带直读式个人剂量计，并按规定记录和保存他们的剂量资料。 ?常规监测周期 ?一般为30日，也可视具体情况延长或缩短，但最长不得超过90天。 三、外照射防护 ?外照射系指来自体外的电离辐射对人体的照射。 ?能够引起外照射的电离辐射源主要包括：①放射性核素，其中包括放射性核素、放射性核素和放射性中子源等。②X射线机。③粒子加速器。④核裂变反应堆。 （一）外照射防护目的和出发点 ?目的：保护特定人（群）不受过分的直接或潜在的外照射危害。 ?出发点：从防护目的的实现以及与此相关的社会付出方面综合进行考虑。 （二）外照射防护基本原则 ?保证完满达到电离辐射源的应用目的，又使人员受到的辐射照射保持在可合理做到的最低水平，即 ALARA 原则。 ?1、最优化：在应用辐射源带来的利益和进行防护所付出的代价之

同步辐射光源及其应用_沈元华

同步辐射光源及其应用 沈元华 (复旦大学物理教学实验中心上海200433) 摘　要:介绍了同步辐射光源的产生、特点及其应用. 关键词:同步辐射;光源;加速器 Synchrotron radiation source and its applications SHEN Yuan-hua (Central Labo rato ry fo r Phy sics Educatio n,Fudan University,Shang hai,200433) Abstract:The forma tio n,characteristics and applicatio ns of synchro tro n radiatio n so urce are introduced. Key words:synchrotron radiatio n;ligh t source;accelerato r 在著名科学家谢希德、杨福家等院士的倡议下,一座投资十亿的宏伟建筑即将耸立在上海浦东高科技园区,它就是世界瞩目的第三代同步辐射光源——上海光源. 什么是同步辐射光源?它与普通光源有什么区别?它有什么重大的科学意义和应用价值?本文将做一简要介绍. 1　同步辐射光源的产生 同步辐射光源是由同步加速器的发展而产生的.著名原子物理学家尼·玻尔说过,高速粒子与物质相互作用时发生的各种效应,是获取原子结构信息最主要的来源之一.事实上,科学家们往往要用高速运动的粒子去轰击原子核,观察撞击时发生的种种变化,才能了解原子的结构和原子内部的各种秘密.各种加速器正是为获得这种高速运动的粒子而建造的.早期的加速器是直线型的,要获得的粒子速度越快,其长度也要越长.为了缩短加速器的长度,可用磁场使带电粒子发生偏转而作回旋运动,这就是回旋加速器.这种加速器利用强大的磁场,使带电粒子作回旋运动而不断加速.由于在一定的磁场作用下,粒子的回旋轨道半径随其速度的增加而增加,故磁场空间必须很大.因此,这种高能回旋加速器的磁铁是极其笨重的. 为了减轻磁铁的重力,并进一步提高粒子的速度,人们设计出采用环形电磁铁并不断改变磁场强度,使粒子的轨道半径保持恒定的加速器.这种固定轨道、用调变磁场的方法实现电场对粒子的同步加速的加速器,就称为同步加速器.带电粒子在同步加速器中按同一轨道作圆周运动,可以大大提高粒子的能量和速度.然而,当粒子的能量越来越大时,人们发现要进一步加速却越来越困难了.其根本原因之一就是带电粒子改变运动方向(转弯)时,必然伴随着电磁波的辐射,即光波的发射;粒子的能量越大,辐射就越强.虽然早在1898年理论物理学家Lienard就预言带电粒子作圆周运动时会产生辐射而发光,但是直到本世纪四十年代末,才由Pollack等人在美国通用电气公司的一台同

北京同步辐射装置操作手册

北京正负电子对撞机国家实验室 HANDBOOK OF BEIJING SYNCHROTRON RADIATION FACILITY 北京同步辐射装置 操作手册 （修订稿） 1W1A束线和漫散射实验站 北京正负电子对撞机国家实验室办公室编印 2008年02月

1W1A束线和漫散射实验站 一、概述 北京同步辐射装置1W1A光束线是一条双聚焦的单色X光束线，主要光学元件是一个斜切的三角形弯晶单色器和一个压弯平面镜组成。单色器有两组晶体：Si（220）和Si（422），分别选择1.54埃和0.89埃波长的单色光，完成同步辐射光的单色化和水平聚焦功能。目前主要使用Si（220）晶体，选择1.54埃的单色光。反射镜为Al基地上镀500埃的Pt膜，实现同步辐射光垂直聚焦功能并消除高次谐波。1W1A束线装置和光路分别如图1、图2中所示。 图1 1W1A束线装置图 图2 1W1A束线光路图 4W1C光束线性能参数： 单色器： 尺寸(mm3) --- 100(l) × 30(w) × 1(t) 斜切角(°) --- 14.7 衍射角(°) --- 23.65 晶体压弯曲率半径(m) --- 31 光源到晶体距离(m) --- 20 晶体到样品距离(m) --- 5

反射镜： 尺寸(mm2) --- 800(l) × 80(w) 掠入射角(°) --- 0.2 - 0.35 镜子压弯曲率半径(m) --- 1740.87 - 994.78 光源到镜子距离(m) --- 21.6 镜子到样品距离(m) --- 3.4 样品点： 聚焦光斑尺寸(mm2) --- 0.7(l) × 0.4(w) 单色光能量分辨率(Si(220)) --- < 4.4 × 10-4 二次谐波（Si（220）） --- < 0.2% X射线漫散射实验站: 实验站的主要设备有: 五圆衍射仪、探测器系统。 五圆衍射仪：一个可以绕入射光在水平和垂直位置翻转的 Huber四圆衍射仪, 其中θ圆的最小步长为 9", 2θ圆的最小步长为 9", 绝对转动精度为 30", 重复精度为 2"（图3是处于掠入射状态下五圆衍射仪的照片）。 探测器： NaI闪烁计数器。 图3掠入射状态下五圆衍射仪的照片 X射线漫散射实验站主要用来开展晶体材料中各种缺陷(空位、杂质或填隙原子、位错、位错环、层错、原子团或空位等等)的分布和组态的结构研究, 薄膜和多层膜结构的表面和界面究, 高分辨X射线衍射研究, 以及新实验技术方法的探索性研究。 二、1W1A光束线的调节（调节前将光束线上的后狭缝全部打开）

辐射防护概论课后题及其答案(参考).docx

思考题与习题（第一章p21） 1. 为什么定义粒子注量时，要用一个小球体？ 答：粒子注量：?：= dN Ida表示的是非单向平行辐射场的情况。之所以采用小球体，是为了保证从各个方向入射的粒子有相同的截面积，从而保证达到“门是进入单位截面积小球的粒子数”的目的。 2. 质量减弱系数、质量能量转移系数和质量能量吸收系数三者之间有什么联系和区别？ 答：区别： 质量减弱系数Zr :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，因相互作用， 粒子数减少的份额 质量能量转移系数叽I ■■:不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，因相互作用，其能量转移给带电粒子的份额 质量能量吸收系数J en I :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，其能量被 物质吸收的份额。 联系： 由J= J P知，质量能量转移系数J tr I ■■是质量减弱系数A的一部分; 由J en I ：?= J tr /「1 - 9知，某物质对不带电粒子的质量能量吸收系数J en ∣：；，是质量能量转移系数J tr I J和1 - g的乘积。

4. 在 辐射场中，某点处放置一个圆柱形电离室，其直径为 0.03m ,长 为0.1m 。在 射线照射下产生IO -6C 的电离电荷。试求在该考察点处的照射量和 同一点处空气的吸收剂量各为多少？ _ 6 6 dQ 10 一 10 一 . I k V= 0.011 C ? kg 一 11 V 解： dm d 2 l 1 .29 3.14 0.03 2 0.1 4 4 D a = 33 .85 X = 33.85 0.011 = 0.372 Gy 答：该考察点处的照射量为0.011 C 4kg ^ ,该点处空气的吸收剂量为0.372 Gy 。 5. 通过测量，已知空气中某点处照射量为 6.45× 10-3C ? kg -1 ,求该点处 空气的 吸收剂量。 解: D a =33.85X =33.85 6.45 10 ^=0.218 Gy 答：该点处空气的吸收剂量为0.218 Gy 。 6. 在60Co 射线照射下，测得水体模内某点的照射量为 5.18× 10-2C ?kg -1, 试计算同一点处水的吸收剂量。（60Co 射线能量1.25MeV ） 解：取 射线能量为1.25 MeV ,查表1.3得f m =37.64 J? C -1 ,于是， D m =f m X =37.64 5.18 10 丄=1.949 Gy 答：同一点处水的吸收剂量为1.949 Gy 。 7. 用一个小型探头的照射量仪器，在实质骨的一个小腔内测得照射量为 7.74× 10-3 C ? kg -1。设辐射源的光子平均能量为 80 KeV ,试计算在此照射条件 下实质骨的吸收剂 量。 解：查表1.3得f m =75.19J? C -1 ,所以 D m = f m X = 75 .19 7.74 10 = 0.582 Gy 联系: W a — —?； D m e l ''en ^LW a 心/订 e D = E 1 一 g =K I ^g

核辐射探测学习题参考答案(修改)

第一章射线与物质的相互作用 1.不同射线在同一物质中的射程问题 如果已知质子在某一物质中的射程和能量关系曲线，能否从这一曲线求得d （氘核）与t （氚核）在同一物质中的射程值？如能够，请说明如何计算？ 解：P12”利用Bethe 公式，也可以推算不同带点例子在某一种吸收材料的射程。”根据公式：)()(22 v R M M v R b a b b a a Z Z = ，可求出。 步骤：1先求其初速度。 2查出速度相同的粒子在同一材料的射程。 3带入公式。 2：阻止时间计算： 请估算4MeV α粒子在硅中的阻止时间。已知4MeV α粒子的射程为17.8μm 。 解：解：由题意得 4MeV α粒子在硅中的射程为17.8um 由T ≌1.2×107-R E Ma ，Ma=4得 T ≌1.2×107-×17.8×106-×4 4()s ＝2.136×1012-()s 3：能量损失率计算 课本3题，第一小问错误，应该改为“电离损失率之比”。更具公式1.12-重带点粒子电离能量损失率精确表达式。及公式1.12-电子由于电离和激发引起的电离能量损失率公式。代参数入求解。 第二小问：快电子的电离能量损失率与辐射能量损失率计算： ()2082 2.34700700 ()rad ion dE E Z dx dE dx *?? =≈ 4光电子能量： 光电子能量：（带入B K ） 康普顿反冲电子能量： 200.511m c Mev = i e hv E ε-=

22020 0(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.06 0.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06 Er Ee Mev m c Er θθ--?====+-+-+?5:Y 射线束的吸收 解：由题意可得线性吸收系数10.6cm μ-=，311.2/pb g cm ρ= 122 2 0.6 5.3610/11.2/m pb cm cm g g cm μμρ--∴===?质量吸收系数 由r N μσ=*可得吸收截面： 123 2223 0.61.84103.2810/ r cm cm N cm μ σ--===?? 其中N 为吸收物质单位体积中的原子数2233.2810/N cm =? 0()t I t I e μ-=要求射到容器外时强度减弱99.9% 0 () 0.1%0.001t I t e I μ-∴ =∴=即t=5In10 =11.513cm 6：已知)1()(t ι- -=e A t f t 是自变量。 ①求ι增大时，曲线的变化形势。 ②画出f(t)的曲线。 答：①当ι增大时，曲线同一个自变量t 值最后将是函数结果减小。 当A>0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图一：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为0.25,0.5,1,2,3,4时的图像 当A<0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图二：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为

辐射防护实验报告

《辐射防护实验报告》 专业：xxx 姓名：xxx 学号：2010xxxx 实验一：γ射线的辐射防护 一、实验目的 1、掌握X-γ剂量率仪的使用方法； 2、了解环境中的γ照射水平； 3、通过不同时间和距离的测量，获得γ外照射防护的直观认识，加强理论与实际的联系。 二、实验原理 闪烁探测器是利用核辐射与某些透明物质相互作用，使其电离和激发而发射荧光的原理来探测核辐射的。γ射线入射到闪烁体内，产生次级电子，使闪烁体内原子电离、激发后产生荧光。这些光信号被传输到光电倍增管的光阴极，经光阴极的光电转换和倍增极的电子倍增作用而转换成电信号，它的幅度正比于该次级电子能量，再由所连接的电子学设备接收、放大、分析和记录。 三、实验内容 1、测量实验室γ照射本底环境； 2、测量一条环境γ照射剂量率剖面； 3、测量岩石的γ照射剂量率； 4、加放射源，测量并计算不同测量时间情况下的剂量； 5、加放射源，测量不同距离情况下的剂量率。 四、实验设备 1、Ra-226源一个； 2、X-γ剂量率仪一台； 3、岩石标本。 五、实验步骤

布置实验台，注意：严格按照实验步骤进行，首先布置好准直器、探测仪，最后放置放射源，养成良好的操作习惯！！ 实验步骤如下： 1、调节准直器以及探测仪器的相对位置； 2、设置好仪器的测量时间为30秒，记录仪器的本底剂量率Nd （连测3次，取平均值）； 3、在探测仪器对面布置好放射源，使得射束中轴线和准直器中轴线重合，源探距离为1米，如上图所示，测定并记录仪器的剂量率N01（连测3次，取平均值）； 4、调整仪器的测量时间为60秒，测定并记录仪器的剂量率N02（连测3次，取平均值）； 5、调整仪器的测量时间为90秒，测定并记录仪器的剂量率N0（连测3次，取平均值）； 6、暂时屏蔽放射源，源探距离为米，测定并记录仪器的剂量率N1（连测3次，取平均值）； 7、暂时屏蔽放射源，源探距离为2米，测定并记录仪器的剂量率N2（连测3次，取平均值）； 8、在校园里测量一条环境γ照射剂量率剖面，记录每个测点的仪器的剂量率（连测3次，取平均值）； 9、在博物馆前的岩石标本处测量不同岩性岩石的γ照射剂量率，记录每个测量的剂量率（连测3次，取平均值）； 10、数据处理。 数据处理如下： 1）本底剂量率为： 2）在距离放射源、1、2米处不同时间计数率为：

激光与同步辐射结合技术讲解

激光与同步辐射结合技术 同步辐射与激光结合的实验主要为所谓的双色类型试验，即某一波长的激光(或同步辐射)光子激发样品后由另一波长的同步辐射(或激光)光子进行探测.由于激光和同步辐射都是脉冲光源，实验要求将激光与同步辐射进行同步化。同步辐射光的脉冲性质是由电子储存环中电子的束结构所决定的.对于单一电子束运转情况，脉冲周期t由电子储存环周长L可以估算出：t=L/c，其中c为光速.在大多数第三代同步辐射装置上，由于高辐射亮度要求多电子束运转 同步辐射与激光结合的实验主要为所谓的双色类型试验，即某一波长的激光(或同步辐射)光子激发样品后由另一波长的同步辐射(或激光)光子进行探测.由于激光和同步辐射都是脉冲光源，实验要求将激光与同步辐射进行同步化。 同步辐射光的脉冲性质是由电子储存环中电子的束结构所决定的.对于单一电子束运转情况，脉冲周期t由电子储存环周长L可以估算出：t=L/c，其中c为光速.在大多数第三代同步辐射装置上，由于高辐射亮度要求多电子束运转，这时同步辐射光脉冲周期t相应地缩短n倍(n为电子束数).目前同步辐射光源的典型脉宽是几十皮秒，多束转运脉冲周期多为几个纳秒，占空因子Δt/t约为 10-2—10-3.如果使用一个连续激光光源，一般希望同步辐射的电子存储环内注入较多的电子束运转，使同步辐射光源的重复工作频率尽可能地提高，以产生大的占空因子Δt/t和连续激光相适应.在脉冲激光的情况下，激光脉冲和同步辐射光脉冲的同步是非常关键的.对于像锁模激光器或者飞秒激光振荡器这类工作在高重复率(典型重复率是80MHz)的激光器而言，它的输出光脉冲与高重复频率的同步辐射光脉冲可能产生部分重叠，即发生偶然同步，满足某些实验要求.如果同步辐射光源与一个低重复的激光光源(如准分子激光器或Nd∶YAG激光器)相结合，则需要严格的脉冲同步化以提高实验效率.脉冲同步化的时间基准通常取自同步辐射装置中用于补充电子束能量的射频源.射频源的时间信号往往需要通过一个电子学分频器分频后作为脉冲信号输出，触发激光器振荡.这时同步辐射光脉冲重复频率与激光脉冲频率恰为整数倍，使得某些同步辐射的光脉冲完全和激光脉冲发生重叠.由于同步辐射电子束注入运转一定时间后电子束发散度的变化会带来同步辐射光脉冲结构的变化，实际在实验上还需进一步监测两个脉冲的时间、空间重叠情况.并且为了提高信噪比，测量电子学系统也往往采用时间门电子学计数技术，扣除各种背景噪音。 同步辐射与激光相结合可以应用在光电子能谱、质谱、吸收、发光光谱等谱学中.结合同步辐射和激光的双色实验具有一些其他方法不能比拟的优点.例如，两光子可以达到很宽的激光能量范围，产生与单光子过程完全不同的终态，进而大大扩展了以往的实验研究范围和补充了单一光源的单光子过程所能得到的信息.另外，由于双色实验基本上是一个两步过程，使用的光源都是脉冲的，如果同步两个光源并改变两个光脉冲的相对时间延迟，则可以进行时间分辨激发态过程的研究。