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1、核辐射探测学核辐射探测学- -绪论绪论本文由左邱民贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。核辐射探测学授课人： 王小胡 Email: 绪论主要内容： -核辐射探测学的研究对象及特点 -核辐射探测学的应用领域 -本课程的主要内容和要求核辐射（射线）什么是核辐射（射线）： 原子或原子核转变过程中发射出来的微观粒 子，如原子被激发后发出的 X 射线、原子核衰变 时产生的 射线等。同时也包括由加速器加速的 粒子。 ? 电离辐射： 辐射的能量范围很广，能量大于 10eV 的辐射 称为电离辐射。10eV 为可以使空气等探测介质 的原子发生电离所需的最
2、低能量。 慢中子的能量可能低于 10eV ，但由于其可以 与原子核反应放出较大的能量，因此辐射探测学 涉及辐射的也包括中子辐射。辐射的分类重带电粒子 带电粒子辐射 快电子 电磁辐射 非带电粒子辐射 中子辐射的基本性质重带电粒子：质量为一个原子单位以上的带电粒子。 质子：一个单位正电荷（1.610-19C） ，静止质量 938.3MeV 粒子：氦原子核，两个单位正电荷，质量约为 4mp 。 ? 快电子：具有相当能量的（正、负）电子，以及核衰变产生的 射线。 一个单位的（正、负）电荷，静止质量 0.511MeV。 ? 电磁辐射：即光子，主要包括原子产生的 X 射线、带电粒子被加 速时产生的轫致辐射
3、、核衰变产生的 射线等。 h P= 静止质量为 0，E=h， ? 中子：由核衰变产生，按能量可分为快中子、慢中子、热中子等。 电中性，静止质量 939.6MeV，辐射探测辐射探测：借助器件装置，对辐射的基本性质 进行测量，得到射线的计数、能量、时间、位 置等信息。 ? 辐射探测的基本物理过程：通过辐射与器件内 部物质的相互作用，将辐射转换一定数量的电 子、离子或光信号；再通过宏观的方法，将电 子、离子或光信号转化成电信号（如电流信号、 电压信号） ；最后通过电子学装置对电信号进 行收集处理，得到射线的物理性质。 ? 辐射探测器：辐射探测器：利用辐射在气体、液体或固体中 引起的电离 激发效应或其
4、它物理、化学变化 电离、激发 进行辐射探测的器件。 。辐射探测学的研究内容研究射线与物质的相互作用规律 ? 新型辐射探测器的设计开发为满足不同的探测需求，研制各种辐射探测器。 核乳胶、云雾室、正比计数管多丝正比室、闪烁 探测器、半导体探测器。 辐射探测器的发展方向：高探测效率，高能量分 辨率（千分之几） ，高位置分辨率（m） ，快时间响 应（ps）等。探测方法的研究低本底测量辐射探测的应用领域环境监测 ? 医疗卫生 ? 工业、安全 ? 科学实验环境监测环境核辐射监测：测量水、食品、建材、土壤、 矿石、大气等样品中的总放射性活度，及时发现 放射性物质，为人员防护和消除影响提供依据。 ? 核反应堆
5、、核电站以及其它核设施周围的放射性 检测中也有较多应用。 ? 主要包括：、X 射线及中子辐射监测仪。核辐射监测仪器下图：便携 X- 辐射监测仪； ? 右图：低本底 、 测量仪。医疗诊断（核医学）CT 成像 -用 X 线束对人 体某部一定厚度的层 面进行扫描，由探测 器接收透过该层面的 X 线，由 X 射线计数 的分布就可得到人体 被检查部位的断面或 立体的图像工业、安全石油测井-将中子源随下井仪器一起打入地层，由于不同元素对中子的减速能力不同， 通过测量地层中中子的空间分布就可以得到地下岩土的成分。工业 CT -在对检测物体无损伤条件下，对物体内部的结构、组成、材质及缺 损状况进行检测。工业、
6、 工业、安全右：行李检测系统。 ? 下：清华大学钴 60 集装 箱检测系统。科学实验高能物理、核物理实验 -大型谱仪 ? 材料科学、凝聚态物理 -X 射线散射、中子散射高能物理实验北京正负电子对撞机（BEPC）探测器系统 北京谱仪（BES）BESIII Detector材料科学以 X 射线、中子为探针，观测物质内部微观结 构及其动力学特征； ? X 射线、中子散射（衍射） 。本课程的主要内容介绍各种辐射探测的所涉及的基本概念和基础知 识，包括：射线与物质的相互作用、辐射探测中 的概率统计问题等。 ? 介绍各辐射探测器：气体探测器、半导体探测器、 闪烁探测器、以及其他一些探测器（如契伦柯夫 探测
7、器等）的基本结构、工作原理、主要特性、 种类和应用等。章节安排? ? ? ? ? 第一章 射线与物质的相互作用 第二章 辐射探测中的概率统计 第三章 气体探测器 第四章 闪烁体探测器 第五章 半导体探测器 第六章 其他探测器（及常用探测方法）基本要求及评分标准基本要求：掌握辐射探测的基本概念，掌握射线与物质相互作用 的基本规律，各类射线被探测的基本原理。 ? 掌握常用的三种探测器的基本结构、主要性能及应用。 ? 根据实验要求，会选择探测器。能根据确定采用的探 测方法和技术，设计辐射探测系统，并给出探测系统 原理方框图。 评分标准 ? 平时作业 30% ? 期末考试（闭卷）70%参考书目复旦大学、清华大学、北京大学合编， 原子核物理 实验方法 ，原子能出版社，北京，1997 ? 凌球，郭兰英， 核辐射探测 ，原子能出版社，北 京，20021
