核辐射探测作业答案

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第一章作业答案 α在铝中的射程

33A27?4R??3.2?10??0.318?E?2?3.2?10??0.318?42?0.00157

q2.7?4RP?3.2?10?4?AEP1.8271?()?102?3.2?10?4??()1.8?102?0.00111 q9.32.79.3

3．从重带电粒子在物质中的射程和在物质中的平均速度公式，估算4MeV的非相对论α粒子在硅中慢化到速度等于零（假定慢化是匀速的）所需的阻止时间（4MeVα粒子在硅中的射程为17.8㎝）。 解：

依题意慢化是均减速的，有均减速运动公式：

v0t?vt?v0?ata1｛s?vt?at2 ｛v0 0a?22st?2s v0依题已知：s?R??17.8cm 由E??2E12m?v??v??? 可得：t?2.56?10?8s 2m?m??4u?4?1.66?10?27(kg)?6.6465?10?27(kg)这里 E??4MeV?4?1.60?10??13J22v??v0?1.389?10?7(ms?1)

4．10MeV的氘核与10MeV的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比是多少？

20MeV的电子穿过铅时，辐射损失率和电离损失率之比是多少？ 解：

z2?dE? 由???2E

?dx?radmzd2Ed1?10?dE?2?282??22?mn?mp??me??9.109534?10?m?dx?drad??2d??2.9582224?241?10zeEe?dE??mn?mp??1.6749543?10?1.6726485?10?me2??2me?dx?erad

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?dE?2??E?mc??z??20?0.511??82?1681.902?2.057 ee?dx?rad?1600mec21600?0.511817.6?dE????dx?ion5．能量为13.7MeV的α粒子射到铝箔上，试问铝箔的厚度多大时穿过铝箔的α粒子的能量等于7.0MeV? 解：

13.7MeV的α粒子在铝箔中的射程R?1，7.0MeVα粒子在铝箔中的射程R?2之差即为穿过铝箔的厚度d 由

R??3.2?10?4?和Ro??0.318E?A?32Ro?d?R?1?R?2?3.2?10?4?4AAl?Al(Ro?1?Ro?2)

3327?3.2?10(0.318?13.72?0.318?72)2.7?7.39?10?3cm6．当电子在铝中的辐射损失是全部能量损失的1/4时，试估计电子的动能。27MeV的电子在铝中的总能量损失率是多少？ 解： dEdEdE(?)?(?)rad?(?)iondXdXdXdE(?)rad1dX 已知?得到dE4(?)dXdE1(?)rad1dX?4?dE33(?)iondX4 3

dE(?)radEe?mec2dX又由公式?()?z2dE1600mec(?)iondX(Ee?mec2)1??z?1600mec23z?13mec2?0.511MeV1(?1600?0.511)?Ee?3?0.51113?20.964?0.511?20.453MeV

不考虑轨道电子屏蔽时

4z2NEe22Ee1dE(?)rad?re(ln?)2dX137mec32.7?6.022?10234?13??272?27127??(2.82?10?13)2[ln?]1370.5113?6.38?102?1023?10?26?(4.66?0.33) ?2.76MeV/cmdE(?)rad(Ee?mec2)?z357.643dX根据???0.4372dE1600?mc817.6e(?)iondX2即(?dE)iondXdE)rad2.76MeVdX???6.31MeV/cm 2(27?0.511)?13(E?mec)?z][e][21600?0.5111600?mec(??(?dEdEdE)?(?)ion?(?)rad?2.76MeV/cm?6.31MeV/cm?9.07MeV/cm dXdXdX考虑电子屏蔽时

1?4z(z?1)NEe2dE1(?)rad?re[ln((83z3)?)]dx13718?4?13?14?6.023?10?27?7.3?10?7.95?10dE)ion?3.03/0.437?6.93dxdE()和?3.03?6.93?9.96?10MeV/cmdx(?22?3?26?[((83?13)?0.06]?3.03MeV/cm?137.当快电子穿过厚为0.40㎝的某物质层后，其能量平均减少了25%.若已知电子

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的能量损失基本上是辐射损失，试求电子的辐射长度。 解：

由E?E0e?xmxom?xm?9x?x?0.40x0E?75%?exom?e9x0?ex0?eE0ln0.75?x0??0.40x0

?0.4?1.39cmln0.758．能量为1.25MeV的γ放射源放在铅容器里，为了安全，必须使容器外的强度减小为原来的1/4000,试求容器壁至少需多厚。 解：

I?I0e??x 查附录6表并用内插法得1.25MeV的?射线在铅中的质量系吸收数

?m?0.0708?0.0708?0.0517?0.25?0.0670

1.5?1.0而???m?pb?0.0670?11.3?0.7571(cm?1)

1?6.908078?1000??9.124(cm) 所以 x????0.7571?0.7571lnlnII09．一准直的γ光子束，能量为2.04MeV,穿过薄铅片，在200方向测量次级电子，求在这个方向发射的光电子和康普顿反冲电子的能量是多少？（铅的Bk＝88.1keV,Bl=15keV）. 解：

光电子能量

K层L层的能量分别为

Ee?Er?Bk?2.04?0.0881?1.95MeVEe?Er?Bl?2.04?0.015?2.035MeV

康普顿电子能量：已知

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