1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我 一.有一樣品,用14MeVfe中子做,S化分析,通過16O（n,p） 16N（二反應，分析其中的 16O,但樣品中含有19F,亦可通過19F（n,）16N（二生成16N,同時知道19F還可以通過19F（n, p）19O（二生成 19Q 實驗中照射樣品“300s,冷卻 10s,測 16N （？二） 1754 KeV 的射線（分支比為，內轉換系數為）60s,得16N峰面積記數為1985,再測量19O（Ti/2=30s） 1356 KeV的 射線（分支比為，內轉換系數為）60s,得峰面積記數 為1054。現已知中子通量密度為5 109中子/cm2*s,探測器效率為，

2、19F豐度100% 16O豐度請你計算樣品中16O含量為多少克。（20分） TOC o 1-5 h z 解：16g 16N和19116n的16n的總計數198519F19O 的 19O 的計數 1054由19O計數求得19F含量，從而求出19F對16N計數的貢獻，從16N計數1985 中減去19F對16N計數的貢獻，則是由16O生成的16N的計數，從而可以求出16O 的含量，由公式卻哀變常數M,計數M:恃物杵品核毒四宸子堂na ：阿夫加德羅常數-氐口及X 1ymol-iV -豐度c& ：中不通童。：反厘叼航面值 內轉接和分支比因子口兒人內轉噢東數的;工分支tb?一#二探測效率E飽扣鹵子=Lez

3、pC%）D武野因子河（也+）C 測量1因子=1-討-入缶-“）帶入相關的數據可求出 W=X 10-4克則由X 10-4克19F生成的16O計數n= 1 二。,；，m帶入數據得N=9821985-982=1003則16O含量WO帶入相關數據得出為：/WO=X10-4 克/2.在玻璃碳基體上，用真空噴鍍法鍍上一層 10nm厚的Au （M=197元素, 以4MeV的 粒子入射：假設在入射和出射路徑上的能損均為/ 10KeV在散射角 為170度方向放置一探測器，那么在道寬為的多道譜儀中背散射譜中 Au峰的寬 度是多少？答：k=/E1=E0X k=4X =E2=X E=E1-E2=所以Au峰的寬度是：=

4、12道3、已知一種煤灰分儀所用的2種放射源是241Amffi 60Co,假設皮帶空載時探測器輸出的241Am的信號是I。,，輸出的60Co的信號是I o” , I 是有煤時探測器 輸出的241Am的信號，I是有煤時探測器輸出的60Co的信號，叱m是碳的質量吸 收系數，w. w是所要測的元素或化合物（灰分）的質量吸收系數，并且假設在中 能區質量吸收系數與材料原子序數無關，請推導煤灰分含量的表達式。解：重質量吸收系數ut=uw x cw+umK cm其中cw為灰分含量，cm為碳的含量 cw+cm=1所以 ut=uw Xcw+um (1-cw)60 對co241A 對A-lnxI 0IlnRu令I,

5、0Iln I/由（1） 推出：式可得:m)cwm ( w m)cwmwm)cwwm)cwcw r7_ ，-整理可得：(wm)R ( wm)考慮到中能區質量吸收系數與原子序數無關有:m mcw 丁 丁 ,所以 K w m）法柿1（八法吟4、如圖所示，0點為社射氣220Rn釋放點，小閃爍室a和b的容積為均 為Vc ,探測效率均為e ,計數率分別為 CPM京口 CPMb,2點至3點之間（包含可 調容器）的容積為W, 220Rn的衰變常數為入，設氣體的流動是穩定層流狀態，請推導管道流量Q測量的表達式？ （ 10分） /*（小：籽里& 11可鞫瘠者 | 伍內出*（124答：各點濃度為:220Rn在小閃爍

6、室a和b中的衰變率為：DPM aDPM b= (C3- C4)e = . J/。一 1)/ThA(216P。)的半衰期秒)很短，可以認為220Rn連續發射2個a粒子，則小 閃爍室a和小閃爍室b測到的a計數率為：CPM a =2DPMCPM b =ZDPM小閃爍室a和小閃爍室b測到的a計數率比值為：CPM所以氣體流量C= 冗匕上 一 Ln(CPMa / CPM )5、考古學家某動物化石，設同地質層中之長石內，鉀于氮之比例為90:10,已知鉀衰變成量的半衰期為X 109年，請由此推算該動物距今多少年？答：由于入=ln2/T 1/2所以1= Xl09+in2) xln(1+10/90) = 乂 10

7、8(年)由此可知該動物距今X 10 8年。/6、國際規定，作為表達組織密度的統一單位CT值的計算公式是什么？如果水的吸收系數為1,空氣的吸收系數為，空氣的 CT值為多少？答：計算公式：CT直組織水1000H）；空氣的ct值為：-1000水197 Ali(n,y) I AuZ69dl 明 Au.TST197 ALli+ n 158 Au* 1sAul?8jg&0.412 一1)Tl9SHg單能快中子相照E,=1190 keV4=3x10s cm 2 sec 1ct = 0.077b = 77 mb =0.077x1024 cm2T1/2 2.696 dW=10 mg (n = 100%)Ey=4

8、12 krVf = 0387 = 0.9976a = 0.0407t 1/(1 + 6=0.96095 = 50 hz求冷卻停止時刻Y射線的強度由介：T12 = 2.696 d , = 0.01071 h 10 x1017W-10 mg, M0= X 6.023x10tin. = 50 liU I -Az(j i A5Q5 -L-e =1 _1。一。1m5。=0446?-0 01071x10 0.89841 + crn(t) = 10 x10 6,023 x 1025 x3 x 103/m-2 x0.077 x IO-43 197x 0.3887 x 04146 x 0,8984 x 0.99

9、76 x 0.9609 = 98s例：。的中子活化分析。的中子活化分析采用Sou P）】，反應，11巾,是它的干擾反應，都產生Xo16。（口.p）ltfN的反應戴面為90 mb,LJF（n. a）1&N反應的截面為57 mb,數量級相同.待分析樣品中如果有對隨O分析會產生嚴重干擾。中子照射1$,除1、3口）1弋反應外，同時還發生i1n】.p產。反應，為了扣除,F的干擾，實驗上可通過測量”Fgp武力反應產生的19d測定技F的含量，從實驗測量的19r的含量，計算它產生的 Z 實驗測量的ISN中，扣除q）R的, 得到】（產生的1飛.i喋和O的半衰期差別很大 l9O的半衰期293, 除歌的半衰期7.八

10、p 實驗上利用半衰期差，測定從而確定l?F含量.72,3,4輻照后測量1大，這時測量的】弋是O和F產生的和口經過,例如5半衰期，1”基本沒有了測量只是】七，由上色,P)”O反應截面可以計算出母含量.知道19r含量，利用“F(n, a)16S低面，計算該反應產生的、(F).Q1577 keV5,實驗測量的1飛是1弋(O) +16N (D,扣除“N (F)c6,從】七3p)R反應產生的16N(O),計算出lfiO的含量.803keV146 盤 eV/atomJ垂直入射團=1一1 劍-8亡心9一。客6ED%=30*. c(s&2 =口.阪D6 =01 cos% =1%； = 125x1。-。/16。

11、明N(Ait) = 5,905 xlO22 atoru/cnPx=A/SJA = 1462-803 = 659dE / dx = &VSo = 15OeK/Ax - A? /Sq659 Xi)150= 4390Ao6.已知Au和Mn的熱中子截面分別為和，198Au和56Mn的半衰期分別為和，將一質量為197mg的金片放入某熱中子場照射，所產生的198Au的活度為105Bq。若將質量為110mg的鎰片放入同樣的熱中子場照射，試計算得到的56Mn的活度。（難）解：根據公式 A N 1 exp（ ln2 t ,式中N為靶核數目，為中子通量，為核反應T1/2截面，T1/2為生成核的半衰期，t為照射時間

12、。且靶核數目N 里 Na, m為靶的質量，mA為靶核的質量數，沖為阿佛加德羅常數。mA198.一、則 Au的活度為A（au）m au197Naau 1 eX3ln2t1/2 Au56Mn的活度為A(Mn)m Mn 一Na55Mn 1 expIn 2 t2Tl/2 MnA Mnm Mn197Mn1 expln 2T1/2(Mn)t2A(Au)m Au55Au1 expln 2T1/ 2(Au)tl110 197 13.2 0.750.401197 55 98.8 0.5故 56Mn 的活度為 A(Mn)= Aau)=105= 104Bq4. 10MeV的笊核與10MeV的電子穿過鉛時，它們的輻射

13、損失率之比是多少?20MeV的電子穿過鉛時，輻射損失率和電離損失率之比是多少？解：由dxrad2 z-2 mdEdxdEdraddx erad2 .Zd Ed2 md-2 -Ze Ee2- me2me2mnmp9.109534 10dEdx raddEEe2 mec20 0.511 821681.9022._241.6749543 101.6726485 1021600mec1600 0.511817.62.057dx ion1/4時，試估計電子的動能。27MeV6.當電子在鋁中的輻射損失是全部能量損失的 的電子在鋁中的總能量損失率是多少？(dE)解：(E)( dE)radiondX dX(已

14、知-dX)rad (dE)1得到41434(dE)dX rad(dE).(dX)( 根據-(又由公式-(dEdXdEdX)rad)ion(Ee mec ) z1600mlecz 132mecEe0.511MeV1(一 1600 3132 ( Ee mec 1600mec2J30.511)0.51120.964 0.511 20.453MeV不考慮軌道電子屏蔽時dEdX)rad2Ee1372 meC3)_24 1322.7 6.022 1023 27271376.38 102 1023 1026 (4.662.76MeV /cmdEdX dEdX)rad(Ee meC2) z)ion1600 m

15、ec2目口 dEP( dX)iondEdX)rad(Ee meC2) Z16002 meC(dE)dE)dX)(-dE)raddX考慮電子屏蔽時dEdx、 4Z() rad11)NEe 1374 13dE(,)iondxdEdx13 22 271(2.82 1013)2ln0.511 30.33)3876630.4372.76MeV6.31MeV / cm(27 0.511) 131600 0.5112.76MeV/cm 6.31MeV/cm 9.07MeV/cm21reln(83Z3)214 6.023 1022 27 7.3 10 3 7.95 10 26 (83 13 3) 0.06 3

16、.03MeV / cm3.03/ 0.437 6.933.03 6.93 9.96 10MeV /cm8.能量為的丫放射源放在鉛容器里，為了安全，必須使容器外的強度減小為原 來的1/4000，試求容器壁至少需多厚。解：I0e x查附錄6表并用內插法得的射線在鉛中的質量系吸收數0.07080.0708 0.0517 , 0.25 0.06701.5 1.0pb1、0.0670 11.3 0.7571(Cm 1)所以1n 7- In_L0.10000.75716.9080789.124(cm)0.75719. 一準直的丫光子束，能量為，穿過薄鉛片，在200方向測量次級電子，求在這Bk=,Bi=15

17、keV).個方向發射的光電子和康普頓反沖電子的能量是多少？（鉛的 解：光電子能量K層L層的能量分別為Ee Er Bk 2.04 0.0881 1.95MeVEe Er Bi 2.04 0.015 2.035MeV康普頓電子能量：已知)tg220,由 ctg（1 昌mec275(1鬻)”得tg0.55 21 tgcos1 tgEce22221 0.3251 0.3250.5355Er2(1cos )meCEr (1 COS )2.042 (1 0.53)0.511 2.04 (1 0.53)1.32MeV2cm 2,x n=100mg/cn2i,錮用錮（In）片活化法測量熱中子通量密度，已知鈿片

18、/ s=4中1151n的豐度為%熱中子活化截面145b。將鈿片放在中子場中照射6小時后取 出，等待20分鐘開始測量1161n的放射性，測量10分鐘測得計數率為164000cps, 求照射的熱中子通量密度。（116nIn的半衰期為分，1161n半衰期為秒）解：活化反應為115In（n, y ） 1161n根據題意知，鈿片內的1151n的核素 為N1s mA 0.1Na95.7%6.02223100.957114.82 10211/T2 54.1分鐘又由公式嗎dX radmeC推出(蛆). dX (Ee mleC2) -z ： 1600 mec ,1600mec22)一?G MM吁居 小濟z 13

19、2 meC0.511MeVln2tT2412.135 10 4s1Ee1(1600 3130.511)0.51120.964 0.51120.453MeV10分鐘測得的總計數為N1 164000 60 101一（1e t0)e t1e t2 2 1021 145 10 242.135 10 42 1021 145 10 24(12.135 10 4 6 60 602.135 10)(e20 602.135 10 4 30 60、 e)2.135 10 4(0.99) (0.744 0.681)1.25 1021.25 102 7.87 105 9.84 107 中子7.87 105中子/cm2 s3.試就以下條件畫出硅面壘探測器的期望微分脈沖幅度譜:(a