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

()-??-?-?=-312223692714.023633.18236835.15236,92B 2112

2362.1123692223680.92--?+???? ??-? =15.835*236-18.33*38.1892-0.714*922*0.1618

-92.80*676*236-1

+11.2*0.065

=1794.1577MeV

()-??-?-?=-123223592714.023533.18235835.15235,92B 1223592223580.92-???? ??-? =15.835*235-18.33*38.0813-0.714*8464*0.1620

-92.80*650.25*235-1

=1787.4012MeV

S n (92,236)=1794.1577-1787.4012=6.756MeV

对U 239，147,239,92===N A Z ，

()()()238.92239,92239,92B B S n -= ()-??-?-?=-3123223992714.023933.18239835.15239,92B 12

23692223980.92-???? ??-? =15.835*239-18.33*38.5122-0.714*8464*0.1611

-92.80*756.35*239-1

=1811.3823MeV

()-??-?-?=-123223892714.023833.18238835.15238,92B 1122382.1123592223880.92--?+???? ??-?

=15.835*238-18.33*38.4047-0.714*8464*0.1614

-92.80*729*238-1+11.2*0.0648

=1805.8608MeV

S n (92,239)=1811.3823-1805.8608=5.5124MeV 1-9 利用结合能半经验公式计算U Ce Ag Cu 23914010764,,,核的质量，并把计算值与下列实验值相比较，说明质量公式的应用范围。

()u Cu M

929756.6364=；()u Ag M 905091.106107=； ()u Ce M 905484.139140=；()

u U M 050786.238238=； 答：

所求的核的质量应为相应的原子质量，已知为()()A ,Z M X M A

=。 原子核结合能的半经验公式：

()[]MeV B A Z A a A Z a A

a A a A ,Z B P sym C S V +??? ??----=--12312322 其中MeV .a ,MeV .a ,MeV .a ,MeV .a sym C S V 809271403301883515==== ；

??

????????-=--奇奇核核奇偶偶核2/12

/10A a A A a B P P P 由结合能进而求核质量()A ,Z m 和()A ,Z M ：

()()()A Z B m Z A m Z A Z m n p ,,--+?=，

()()e Zm A ,Z m A ,Z M +=

对Cu 64：2964==Z ,A ，为奇奇核，

()-??-?-?=-312326429714064331864835156429...,B

2112

6421164292648092--?-???

? ??-?.. 259645205915555uc .MeV .==

()()642935296429,B m m ,m n p -+= ()u ...59645200086649213500727646129-?+?=

u .91783563=

()()4105848529917835

632964296429-??+=+=..m ,m ,M e

u .93374463=

对Ag 107：47107==Z ,A ，为奇A 核，

()29794460348491210747uc .MeV .,B == （计算过程从略）

()u .,m 88243910610747=

()u .,M 9082710610747=。

对Ce 140：58140==Z ,A ，为偶偶核，

()225133491611116514058uc .MeV .,B ==

()u .,m 88122313914058=

()u .,M 91304013914058=。

对U 238：92238==Z ,A ，为偶偶核，

()293890210759180623892uc .MeV .,B ==

()u .,m 99561023723892=

()u .,M 04607923810747=。

说明适用范围是很广的，尤其对中、重核符合很好。但对很轻的核及某些N 或Z 为幻数的核，实验值与计算值差别较大。

1-11 质子、中子和电子的自旋都为21，以714

7N 为例证明原子核

不可能由电子－质子组成，但可以由质子－中子组成。 由核素表可查得：714

7N 的核自旋1=I ,服从玻色统计；

若由电子－质子组成，则原子核由A 个质子和Z A -个电子组成。由于质子和电子都是费米子，则质量数为A 电荷数为Z 的原子核有Z A -2个费米子。如果Z 为偶数，则Z A -2为偶数，于是该核为玻色子；如果Z 为奇数，则Z A -2为奇数，于是该核为费米子；对714

7N 核，该核由14质子和7个电子组成，应为费米子，服从费米统计，与实验不符。

而由质子－中子组成，则由7个中子和7个质子组成，总核子数为偶数，其合成可以是整数，服从玻色统计。

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%?

答：

()()21693.00ln

T A t A t ?-= 分别为=t 5.0621T ； =t 6.621T ；=t 10.021T ；=t 13.321T 。

2.2 已知P32 C14 U238的半衰期分别为d 26.14，a 5730，a 910468.4?,求其衰变常数。（以s 为单位）

答：

s 711062.5-?=λ；s 1221084.3-?=λ；s 1831092.4-?=λ；

2.3 放射性核素平均寿命τ的含义是什么？已知21T 求τ。

答：平均寿命为样品所有核的平均寿命

()()210

4411

0T N tdt t N .===?∝

λλτ

经过τ时间，剩下的核数目约为原来的37%.

2.4 由衰变曲线求λ和2

1T 。 应该用方格纸或半对数坐标纸，最好用后者，得到：14211003.2min;57--?==s T λ

2-7人体内含18%的C 和0.2%的K 。已知天然条件下14C 和12C 的原子数之比为1.2：1012，14C 的T1/2=5730y ，40K 的天然丰度为0.0118%，T1/2=1.26×109y 。求体重为75kg 的人体的总放射性活度。

答：据活度定义为A(t)= λN(t)

由于放射性核素处于平衡状态，不随时间变化 A=λ

14C N 14C + λ40k N 40k = 7.88×103Bq

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。 答：由给定数据16111082.2243651.28693.0---?=??=

h h λ；

1221008.164693.0--?==h λ

h t m 9.76310

82.21008.1ln 1008.11ln 16221212=???=-=---λλλλ

2-11 31000cm 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31000cm 海水的放射性活度。

答：其中K 40是独立存在的放射性，其中K 40的丰度%0118.0=ρ，半衰期为a T 9211026.1?=。而U 则包括U 235系(即锕铀系)和U 238系

（即铀系）且处于平衡。可知U 235的丰度为%720.0，U 238的丰度为%275.99。

K 40放射性：

()423

9401017.1102.3910023.64.060

60243651026.1693.0-??????????==N K A λ

Bq 57.12= U 235系的放射性：

对Bi 211和Ac 227的分支比过程不影响活度的计算，按经过11次衰变，由于处于长期平衡，0A A i

=，0A 为U 235的

放射性，所以 ()

3236851020.703.23810023.6108.13600243651004.7693.011--??????????=系U A

Bq 21014.1-?= U

238系的放射性：对Bi 211和Ac 227的分支比过程不影响活度的计算，按经过14次衰变，由于处于长期平衡，0A A i =，0A 为U 235的放射性，所以 ()

993.003.23810023.6108.13600243651047.4693.01423698?????????=-系U A Bq 31.0=

总放射性Bq A 89.12=.

第三章 习题答案

3.1 实验测得Ra 226的α能谱精细结构由()%95785.41MeV T =α和()%5602.42MeV T =α两种α粒子组成，试计算

答：1).子体Rn 222核的反冲能

αααT A T m m T r r 44-==

MeV T MeV T r r 0829.0,0862.021==

2).Ra 226的衰变能 ααT A A T T E r 4

0-=+= MeV E MeV E 685.4,871.40201==

3).激发态Rn 222发射的γ光子的能量

M e V E E E 186.00201=-=γ

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+→。 答：由公式，衰变能：()()()MeV A z A Z A Z Q 857.4,,,2211=?-?-?= 库仑位垒高度：()312311002214A A r e Z Z E B +=πε

对Th He U 2304234+→：其中1Z 为α粒子，2Z 为子核

()()()MeV Q 857.4230,904,2234,92=?-?-?=

()()313115122

194230104.11085.84106.1902+???????=---πB E

MeV J 94.2310241.61084.31084.3121212=???=?=--； 对Rn C U 22212234+→：

()()()M e V Q 773.11222,8612,6234,92=?-?-?=，

()()MeV E B 45.6312222104.11085.84106.1866313115122

19=+???????=---π；； 对Po O U 21816234+→：

()()()MeV Q 487.34218,8416,8234,92=?-?-?=，

()()MeV E B 76.8016218104.11085.84106.1868313115122

19=+???????=---π。 3-3 Pu238的重要用途之一是制造核电池。假定Pu238（aT75.8721=，MeVE4992.5=α）α衰变能的5%转换为电能, 当电池的输出功率为20W 时, 此电池应装多少Pug238?

3-5设B b (A,Z), B b (4

He), B b (A-4,Z-2) 分别为母核、α粒子、子核的结合能，试证

Q α= B b (A-4,Z-2)+ B b (4He)- B b (A,Z)

3-6 已知u Zn u Ni u Cu 929145.63,927967.63,929766.63646464===求1)-+ββ,粒子的最大能量；2)在电子俘获衰变中中微子的最大能量。

答：1)-+ββ,粒子的最大能量

2max

)929145.63929766.63(uc E -=-β MeV MeV 578.04940.931000621.0=?= ()MeV c m uc E e 654.02927967.63929766.6322max =--=+

β 2)在电子俘获衰变中中微子的最大能量（一般忽略电子的结合能）

()MeV uc E 676.1927967.63929766.632max ,=-=ν

3-7 求e Li e Be ν+→+-77反应中剩余核Li 7和中微子的动能和动量。 答：由于剩余核质量远大于中微子质量，有ννT T T E R ≈+=0，所以 中微子动能：MeV uc uc E T 862.0016004.7016929.7220=-=≈υ

中微子动量：s m kg c T P ??=????==--22819

61060.410

0.310602.110862.0νν 反冲核动能：()eV c m E m P m P T R R R R R 83.564940.9310160.72862.022*******=??=≈==ν

第四章习题答案

4-1.确定下列核反应中的未知粒子x ：

答：(a)()x p d O ,18

8,O x 198=;(b)()Y p x 8739,α,Zr x 9040=;

(c)()I d x Te 12453123

52,，He x 32=。

4-2.利用下列数据，求核反应()Os T d Os 191192,的Q 值。

答： ()()()()191,763,1192,762,1?-?-?+?=Q

MeV 301.1388.36950.14875.35136.13-=+--=

4-4.求下列核反应的阈能：

答： ()O d p O 1516,， MeV Q 44.13-=； MeV Q A A A E A A a th 28.14=+=。

()Nb d p Nb 9293,，MeV Q 62,6-=； MeV E th 69.6=。 ()Bi d p Bi 208209,，MeV Q 23.5-=； MeV E th 26.5=。 4-6.能量为MeV 3.5的α粒子投射到铍靶上，引起()C n Be 128,α反应，其反应能为MeV 702.5。假设靶核处于静止状态，试求中子的最大和最小能量。

答： 由Q 方程可得不同角度下出射粒子能量,如公式(4-2-19)：

()()22121cos cos ????????????????++???? ??+++-±+=Q A A A E A A A A A A A A A A E A A E b B B a b B b a b B a B B b a b a b θθθ

在方括号前一般取正号。至于负号的物理意义，见讲义p125, 图4B-5。

当00=θ时，出射粒子向前，出射粒子能量最高，

()M e V E b 85.1000=

当0180=θ时，出射粒子向后，出射粒子能量最低，

()M e V E b 69.61800=

4-7测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验，发现中子在1cm 厚的铅吸收材料中衰减到原来的84.5％。铅的原子量是207.21，密度11.4g/cm3。计算总的反应截面。

4-8快中子照射铝靶时, 可以发生以下反应

27Al+n →27

Mg+p

↓——→27Al 已知铝靶的面积为2×5cm2, 厚为1cm, 靶面垂直于中了束。铝靶经107cm-2·s -1的快中子束长期照射后, 经过20.4min, 放射性活度为1.13×10-2Ciμ,试求反应截面σ。

4-9自然界硼的密度是0.128′1024at/cm3，对能量E ＝0.025eV 的中子捕获截面sc ＝764b ，散射截面ss ＝4b 。 (a) 计算0.025eV 的宏观捕获、散射和总作用截面。 (b) 0.025eV 中子束穿过1mm 和1cm 厚的硼时衰减多少？ (c) 假设捕获截面是v1规律，计算0.0025eV 和100eV 中子在硼中的宏观截面。 （d ）吸收50％能量为100eV 中子束，需要多厚的硼？

4-11试计算H 2核俘获动能为MeV 1的质子所形成的He 3核的激发能。核参数如下：

()()()MeV MeV MeV 289.71,1,931.143,2,156.132,1=?=?=?。

答：复合核的激发能由入射粒子的相对运动动能和入射粒子与靶核的结合能得到,

()()()MeV T A A A B E A a A aA 18.611223,21,12,1*=?++?-?+?=++

=α

第五章

第六章

第七章

致电离辐射探测学练习题

一.选择题: 1、写出放射性原子核衰变时所服从的泊松分布和高斯分布表达式。 答： m n e n m n P- = ! ) ( 2 2 2 ) ( 2 1 ) (σ σ π m n e n P - - = 。 2、描述探测器分辨时间的模型如下图所示，请给出这两个模型对测量计数的修正公式。 解：真实计数率为n, 探测器测得的计数率 m, 探测器分辨时间为τ 3、用正比计数管测量辐射如示意图，画出测得的微分能谱 解： τ m m n - = 1 τn ne m- = 非时滞延迟模型 时滞延迟模型

4、电离室中存在的负电性气体分子会： （1）捕获电子形成负离子，减小复合损失； （2）捕获离子，形成负离子，增加复合损失； （3）捕获电子形成负离子，增加复合损失； （4）捕获离子，形成负离子，增加复合损失 （ ） 5、减小由于负离子的形成而造成的复合损失的措施 （1）增加工作气体的压力； （2）减小工作电压； （3）纯化气体，添加少量双原子气体； （4）减小电子的漂移速度 （ ） 6、电离室输出的脉冲信号是由 （1）电极完全收集电子和离子后形成的； （2）电极收集电子和离子过程中，电极上感生电荷的变化形成的； （3）收集快电子形成的； （4）收集慢离子形成的 （ ） 7. 什么原因造成电离室在饱和区内电流仍随电压升高而增大？ （1）电压升高时，电极边缘的电场增强，使实际的灵敏体积扩大 （2）由于负电性气体杂质的存在，消除负离子和正离子复合需要更强的电场。 8. 电离室测量辐射时，输出的电流或电压信号，试分析他们的成份，并画出随时间变化规律的示意图。 电离室的电流或电压信号是由电子和离子的定向漂移，在电极上感生电荷的变化形成的，其主要成分为，电子脉冲和离子脉冲， 其变化规律如图发射的光子， 分析气体探测器中的电压信号的成分，并给出信号随时间变化的关系和变化曲线示意图。 答：主要有电子和离子的漂移感生的两种信号构成： 其变化如图所示 0000 000 ()() 3.13()(3.13)(3.13) C x e V t W W t t a C d W x d x e W t x t b C d W W d x e t c C W +-- +-+ + = +< -=+≤≤-== 当（） 当当

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+→。

大气辐射学课后标准答案.

大气辐射学课后答案.

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

3 习题 1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： ()() 2200200 2 211 2 2 8 72 441.4961013676.96106.31610s s s s s r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??= ?≈? ② ()22 8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s r F m Wm W π-Φ==?????=? ③ ()2 62 2 2610 3.1415926 6.371013673.844510 4.5310e s m Wm r S W π--???= Φ?=? 答案：①6.3?107W/m 2；②3.7?1026W ；③4.5?10-10, 约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47?108km ）为S 1，在远日点 时（d 2=1.52?108km ）为S2，求其相对变化值 1 2 1S S S -是多大。 答案：6.5% 同1（1）：

4 221122122 11 2 1222 2 4414141.471 1.5210.93530.0647 d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=- =- ≈-= 3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2 云体：余弦辐射体+立体角 根据： 202/4 cos cos sin 2 T F L d L d d L π π πθθθθ?π=Ω == ??? 又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为 ()4 482 2 1 5.66961072732 174T E Wm σ--= =???+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距 离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm -2μm -1，31.2 Wm -2μm -1

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）

大气辐射学课后答案

习题 1、由太阳常数S 0'=1367 W/m 2,请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 5 儿 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）:辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： -r s F s = 4 - d 0 S dpS g _ 2- 2 1.496 1011 m 1367Wm 8 2 6.96 10 m ：6.316 107Wm ， 2 -4：r s F s =4 3.1415926 6.96 108m 2 6.316 107Wm ， = 3.84 1026W 6 2 _2 二 r e 2S 0 3.1415926 6.37 10 m 1367Wm 26 ：」s 3.8445 10 W 答案：①6.3x107W/m 2；②3.7X1026W ;③4.5汇10」°,约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（ d 1=1.47 108km ）为3,在远日点 S 1 _ So 时（d 2=1.52 10 km ）为S2,求其相对变化值 一 2 是多大。 答案：6.5% S 1 同 1（ 1）： 「s F s = 4.53 10 40

=1—邑 S S 1 ‘一4二 d； 4nd； 彳1.472 =1 _ 2 1.522 1 —0.9353 70647 3、有一圆形云体，直径为2km，云体中心正在某地上空1km处。如果能把云底表面视为7C 的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m2 云体：余弦辐射体+立体角 根据： 2 二 F T LCOSB」 1 2。. 0./4 Lcos)sin 0 0 _ ■ L _ 2 又由绝对黑体有F T4f L 所以此云在该地表面上的辐照度为 1 _8 4 = 3^5.6696x10 汉（7+273）二仃4Wm， 4、设太阳表面为温度5800K的黑体，地球大气上界表面为300K的黑体，在日地平均距离d0=1.50 >108km时，求大气上界处波长’=10」m的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm?im=31.2 Wm<^m^

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（）？

《大气探测学》课后答案

《大气探测学》习题参考答案 第1章绪论 1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？ 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。 2．大气探测的发展主要有那几个时期？ ①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。 ②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。 ③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。 ④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。 ⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。 ⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。 3．简述大气探测原理有那几种方法？ ①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。 ②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。 ③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。 ④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。 4．大气探测仪器的性能包括那几个？ ①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元件的灵敏度和惯性。 ②灵敏度。即单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。 ③惯性（滞后性）。即仪器的动态响应速度。具有两重性，大小由观测任务所决定。 ④分辨率。即最小环境改变量在测量仪器上的显示单位。 ⑤量程。即仪器对要素测量的最大范围。取决于所测要素的变化范围。 5．如何保证大气探测资料的代表性和可比性？ 代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性。 要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性。 第2章云的观测

核辐射探测学

《核辐射探测学》研究生课程习题与思考题 第一套 1. 当电子的速度为 2.5×108m/s 时，它的动能和总能量各为多少MeV ？ 2. 已知32P ，14C ，238U 的半衰期分别为14.26d,5370a,4.468×109a ，试求它们的衰变常数（以s -1为单位）。 3.238Pu 的重要用途之一为制造核电池。假定238Pu （1/2T 87.75, 5.4992a E MeV α==）的α衰变能的5%转变为电能，当电池的输出 功率为20W 时，此电池应装多少克238Pu ？ 4. 确定下列核反应中的未知粒子x : (a) 188(,)O d p x ， (b) 8739(,)x p Y α ， (c) 123124 5253(,)Te x d I 。 5. 试计算234U 和241m A 的裂变阈能。 第二套 1. 已知： △（92，238）= 47.307MeV ； △(92,239) = 50.572MeV ； △ ( 92, 235) = 40.916MeV ； △(92,236)= 4 2.442MeV ； 试计算239U,236U 最后一个中子的结合能。 2. 计算下面1.0Ci 的放射源的原子核数？ （a ）18F ； (b)14C ； (c)222Rn ； (d)235U 。 3. 设Bb （A,Z ），Bb （4He ），Bb （A-4，Z-2）分别为母核、α粒子、子核的结合能，试证明 4Bb(A-4,Z-2)+Bb(He)-Bb(A,Z)Q α=。 4. 能量为6MeV 的质子投射到静态的12C 核上，试求质心的运动速度，取质子 的质量为1u 。 5. 设一个聚变堆的功率为100万kW ，以d+T 为燃料，试计算一年要消耗多少 氘？这么大功率的电站，若改用煤作燃料，则每年要消耗多少煤（煤的燃料热约为3.3×710 J/kg ）？ 第三套 1. 当质子在球形核里均匀均匀分布时，原子核的库仑能为： 203(1)54C e Z Z E R π-=ε Z 为核电荷数，R 为核半径，r 0 取1.5×10-15m 。试计算13C 和13N 核的库

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.

气象学习题(有答案)

第一章大气 一、名词解释题： 1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。 2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (1) 、(2) 、氩和(3) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的(4) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收(5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6) ，夏天比冬天(7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中(9) 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中，温度一般随高度升高而(10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为(11) 层，这一层上部气温随高度增高而(12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高(13) 千米。 答案：(1)氮(2)氧(3)二氧化碳(4)紫外线(5)长波(6)低(7)低(8)水汽(9)温度(10)降低(11)平流 (12)升高(13)1200 三、判断题： (说明：正确的打“√”，错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。 6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。 答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 四、问答题： 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化？ 答：大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同时，由于生物的呼吸，有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说，消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行，其速度在大多数地区是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的，在一年中也随季节变化，从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。 在一天中，从日出开始，随着太阳辐射的增强，植物光合速率不断增大，空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低，中午前后，植被上方的二氧化碳浓度达最低值；午后，随着空气温度下降，光合作用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在进行，故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。 在一年中，二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说，植物夏季生长最旺，光合作用最强，秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。 此外，由于人类燃烧大量的化石燃料，大量的二氧化碳释放到空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。 2. 对流层的主要特点是什么？ 答：对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有： (1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内； (2) 在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升100米，气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃； (3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换； (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的

南京航空航天大学-2018年-硕士研究生入学考试初试试题(A卷)-876核辐射物理学

科目代码：876科目名称：核辐射物理学 第1页 共3页 南京航空航天大学 2018年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 科目代码: 876 满分: 150 分 科目名称: 核辐射物理学 注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、计算238U 的最后一个中子、最后一个质子及 的分离能（n S 、p S 、S ）的值，比较三者大小，可说明什么问题？【已知 237=45.389MeV U , 238=47.307MeV U , 1=8.071MeV n , 1=7.289MeV H , 4=2.425MeV He , 23490=40.612MeV Th ， 23791=47.64MeV Pa 】(本题10分) 二、实验发现铋（209Bi ）原子213/21/2D S 跃迁的光谱波长472.2nm ＝，由于超精细相互作用分裂成四条不同F 值的亚谱线。相邻能级的间距比是6:5:4 。求核的自旋I的值。 （本题20分） 三、已知24296Cm 的 衰变所放出的 粒子的最大动能为6112.9keV ，试求24296Cm 的 质量（以原子质量单位u 来表示）。（已知 23894 =46.161MeV Pu ， 4=2.425MeV He ，21u=931.5MeV/c ）。（本题20分） 四、根据下图，试计算：1）K 俘获放出的中微子能量E ;2）152Sm *的反冲速度（用光速c 为单位）；3）当152Sm *在沿运动方向发射光子时，反冲能量损失为多少？由于多普勒效应获得的能量补偿为多少？已知152m Eu 的K 层电子结合能为48keV 。（已知 15262=-74.761MeV Sm ， 15263=-72.884MeV Eu ）（本题 20分）

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

大气辐射学课后答案

习题 1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： ()() 2200200 2 211 2 2 8 72 441.4961013676.96106.31610s s s s s r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??= ?≈? ② ()22 8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s r F m Wm W π-Φ==?????=? ③ ()2 62 2 2610 3.1415926 6.371013673.844510 4.5310e s m Wm r S W π--???= Φ?=? 答案：①6.3?107W/m 2；②3.7?1026W ；③4.5?10-10, 约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47?108km ）为S 1，在远日点 时（d 2=1.52?108km ）为S2，求其相对变化值 1 2 1S S S -是多大。 答案：6.5% 同1（1）：

221122122 11 2 12222 4414141.471 1.5210.93530.0647 d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=-=- ≈-= 3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2 云体：余弦辐射体+立体角 根据： 20 2/4 cos cos sin 2 T F L d L d d L π π πθθθθ?π=Ω == ??? 又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为 ()4 482 2 1 5.66961072732 174T E Wm σ--= =???+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距 离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm -2μm -1，31.2 Wm -2μm -1

辐射探测学-复习要点

辐射探测学复习要点 第一章辐射与物质的相互作用（含中子探测一章） 1.什么是射线？ 由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。 2.射线与物质作用的分类有哪些？ 重带电粒子、快电子、电磁辐射（γ射线与X射线）、中子与物质的相互作用 3.电离损失、辐射损失、能量损失率、能量歧离、射程与射程歧离、阻止时 间、反散射、正电子湮没、光子与物质的三种作用 电离损失：对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于其电离能量损失率。 辐射损失：快电子除电离损失外，辐射损失不可忽略；辐射损失率与带电粒子静止质量m 的平方成反比。所以仅对电子才重点考虑 辐射能量损失率：单位路径上，由于轫致辐射而损失的能量。 能量损失率：指单位路径上引起的能量损失，又称为比能损失或阻止本领。按能量损失作用的不同，能量损失率可分为“电离能量损失率”和“辐射能量损失率” 能量歧离(Energy Straggling)：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的（对一组粒子而言），而发生了能量的离散。 电子的射程比路程小得多。 射程：带电粒子在物质中不断的损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿初始运动方向所行径的最大距离称作射程，R。实际轨迹叫做路程P。 射程歧离(Range Straggling)：由于带电粒子与物质相互作用是一个随机过程，因而与能量歧离一样，单能粒子的射程也是涨落的，这叫做能量歧离。 能量的损失过程是随机的。 阻止时间：将带电粒子阻止在吸收体内所需要的时间可由射程与平均速度 来估算。与射程成正比，与平均速度成反比。 反散射：由于电子质量小，散射的角度可以很大，多次散射，最后偏离原来的运动方向，电子沿其入射方向发生大角度偏转，称为反散射。 正电子湮没放出光子的过程称为湮没辐射 光子与物质的三种作用：光电效应（吸收）、康普顿效应（散射）、电子对效应（产生） 电离损失、辐射损失：P138 4.中子与物质的相互作用，中子探测的特点、基本方法和基本原理 中子本身不带电，主要是与原子核发生作用，与射线一样，在物质中也不能直接引起电离，主要靠和原子核反应中产生的次级电离粒子而使物质电离。 390 5.Bethe公式应用 对各种带电粒子是有效的，条件是这些粒子的速度保持大于物质原子中电子的轨道运动速度。 重离子治癌，质子刀，“大部分的能量沉积在病灶” Bethe公式是描写电离能量损失率Sion与带电粒子速度v、电荷Z等关系的经典公式。

(无水印)题库-大气辐射学复习题

84． 晴朗天空呈蓝色的原因(多选)? 【答案】：AD A. 主要是分子散射 B. 主要是粗粒散射 C. 散射能力与波长四次方成正比 D. 散射能力与波长四次方成反比 85．地面辐射差额的定义是（）。【答案】：D A．地面吸收的太阳直接辐射与地面长波出射度之差； B．地面吸收的长波辐射与地面有效辐射之差； C．地面吸收的太阳总辐射与地面长波出射度之差； D．地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差。 86．下列哪一种说法不正确：（）【答案】：C A.物体温度越高，辐射能力越强； B.物体在热辐射平衡条件下，吸收多少辐射，放出多少辐射； C.黑体的辐出度与波长的四次方成正比，与其它因素无关； D.黑体最大放射能力所对应的波长与其绝对温度成反比。 87.大气具有保温效应的原因是【答案】：C A．大气容易吸收太阳短波辐射 B．大气容易发射短波辐射 C．大气对长波辐射吸收多，对短波辐射透明度高 D．大气中水汽含量多 88.下列哪一条不是晴空呈兰色的原因： A.到达人眼的可见光，既非波长太长的光，又非波长太短的光； B.到达人眼的光是不同波长的混合散射光； C.到达人眼的光是不同波长的混合折射光； D.人眼感觉敏锐的色光偏向于绿色【答案】：C 89.温度为T的灰体球，对长波辐射吸收率为Aλ，对短波辐射发射率为ελ，下列关系正确的是（） A.Aλ=ελ<1 B.Aλ〈ελ<1 C.Aλ〉ελ>1 D.Aλ=ελ=1 【答案】：A 90.一年中南京大气上界太阳辐射日总量最大的是（） A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日【答案】：B 91.关于长波辐射在大气中传输不同于太阳辐射的特征，下列哪一条不正确（） A.不计散射削弱作用 B.可以不考虑大气本身发射的长波辐射 C.具有漫射性质 D.必须考虑大气本身发射的长波辐射【答案】：B 92．分子散射的特点是：（） A．与波长无关，前向散射大；B．与波长成正比，后向散射大； C．与波长四次方成反比，前向后向散射相同； D.与波长四次方成正比，前向后向散射相同。【答案】：C 93．一年中上海正午太阳高度角最小的是（） A.3月22日 B. 6月21日 C. 9月22日 D.12月22日【答案】：D 94．到达地面的短波辐射主要由以下几部分组成（可多选）（） A．大气逆辐射B．太阳直接辐射C．地面有效辐射D．天空散射辐射【答案】：BD 95．到达地面的太阳辐射主要影响因素有（可多选）（） A．太阳常数B．太阳高度角C．大气透明系数D．天空散射辐射【答案】：BC 96．到达地面的辐射主要由以下几部分组成（可多选）（） A．大气逆辐射B．太阳直接辐射C．地面有效辐射D．天空散射辐射【答案】：ABD 97．由于辐射的作用，多年平均来说，大气是净得到能量还是净失去能量（） A．通过吸收地面长波辐射净得到能量B．通过太阳直接辐射净得到能量

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：