核辐射物理与探测学复习资料(3)

压还没有高到正比区的放电电压）； ? 这里讨论的是电离室的饱和特性；

17) 什么是坪特性，正比计数器和G-M管的坪斜成因分别是什么？

答：

? 坪特性：计数率vs工作电压的曲线； ? 正比计数器：

? 负电性气体、末端和管璧效应产生的小信号，在工作升高之后也可以被记录

了（因为超过了阈值）；

? 如果信号的幅度分布是从0开始的，那么随着工作电压的提高，更多的信号

会超过阈值，形成坪斜；

? G-M管：

? 工作电压升高导致正离子反馈的增加，在阴极产生了电子，导致了假计数； ? 工作电压的升高，使负离子在阴极或阳极附近延迟地放出了电子，导致了假

计数；

? 工作电压升高导致了尖端放电可能性的加大，导致了假计数； ? 工作电压升高，灵敏体积会相应增大； 18) 假设利用G-M管对某一个活度为A的放射源进行测量，得到的计数率（平均值）为

2000cps。如果别的条件保持不变，只是源的活度增大为2A，则得到的计数率（平均值）是4000cps吗？为什么？ 答：不是，小于4000cps，因为死时间所占的份额更大，活（有效测量）时间更少了； 19) 正比计数器的死时间是可扩展的吗？G-M管的死时间是可扩展的吗？ 答：正比可以，G-M不可以；

20) 如果用示波器来观察G-M的输出信号，各个信号的幅度大小是一样的吗？为什么？G-M

管的分辨时间与阈值有无关系？ 答：

? 如果不考虑恢复时间内的信号，则是一样的。但如果考虑恢复时间，则不是一样的，

因为在恢复时间内，正离子鞘尚未完全漂移完毕，入射粒子产生的雪崩放大效应较小，信号较小。

? G-M的分辨时间与阈值有关系； 21) 什么是分辨时间，什么是时间分辨本领？

答：

? 分辨时间：能够分辨开两个相继入射粒子间的最小时间间隔；

? 时间分辨本领：由探测器输出脉冲来确定入射粒子入射时刻的精度；

22) 决定一个电离室是工作于脉冲状态还是累计状态的因素是什么？如果每秒钟射入探测

器灵敏体积的带电粒子数目为100cps，若要让探测器工作在累计状态，外电路参数应该如何选择（举一个例子说明）？在该参数下，输出电压信号的相对均方涨落是多少？如果100cps增大为50000cps，情况又怎样？ 答：

? 决定电离室工作于脉冲状态或累计状态的因素是粒子的入射率和外电路的时间常

数；

? RC＝50ms；10%； ? RC=100μs; 10%

23) 设用同一套累计电离室测量装置先后测量两个α放射源（置于电离室内，其α粒子的

全部能量损耗在灵敏体积内）的平均信号电流。若两个α源所产生的平均电流相同，而第一个源的α粒子能量高，则测量第一个源时信号的统计涨落将比测第二个源时（大，一样，还是小？）（此为课堂测验题目） 答：前者的统计涨落大；

24) 请解释一下，为什么空气可以广泛应用于电离室，但是却很少用在正比计数器中？ 答：因为空气中的氧气是负电性气体，对正比放大过程构成了很大的影响；

七、闪烁探测器

1) 闪烁探测器的载流子是第一打拿极收集到的光电子，请描述从1个2.754MeVγ射线入射开始，到形成载流子需要经历哪些物理过程？形成一个载流子需要的平均能量大约是多少（对于不同的探测器是不同的，给个范围即可） 答：

? 物理过程包括：

? γ射线与闪烁体内的原子发生反应（光电、康普顿、电子对），产生带有γ能

量信息的次级电子；

? 次级电子在闪烁体内损失能量，使闪烁体电离； ? 闪烁体将能量交给激活剂； ? 激活剂退激发光；

? 光子经反射、光导传输到光阴极； ? 闪烁光子在光阴极产生光电子；

? 光电子被第一打拿极收集形成载流子；

? 形成一个载流子的平均能量～300eV（对每种闪烁体都是不同的） 2) 闪烁探测器的突出优点在于其本征探测效率高，在同样的形状下，为什么BGO探测器比

NaI探测器的本征探测效率高？ 答：

? BGO的密度（7.13g/cm3）比NaI的密度（3.67g/cm3）大； ? BGO的原子序数（83）比NaI（53）的高；

3) 发光效率的含义是什么？它与本征探测效率有无直接关系？为什么我们倾向于选择发

光效率大的闪烁体？ 答：

? ? ? ?

发光效率描述的是闪烁体将带电粒子所沉积能量转换为闪烁光子的能力； 它和本征探测效率没有直接的联系；

BGO的发光效率比NaI低，但它的本征探测效率却不比同样尺寸的NaI低； 之所以选择发光效率大的闪烁体，目的在于实现高的能量分辨率；

4) 闪烁体发光的光子数目近似认为是服从什么分布，对应的法诺因子是多少？ 答：光子的数目近似服从泊松分布，法诺因子为～1；

5) 光阴极是否能够把每一个射向光阴极的闪烁光子都转换为光电子？什么叫量子效率？ 答：

? 光阴极并不能把每个射向光阴极的闪烁光子都转换为光电子； ? 量子效率描述的是每个入射的闪烁光子所转换出光电子的数目； 6) 闪烁探测器的载流子是同时产生的吗？如果不是，由什么决定？

答：

? 不是；

? 由于闪烁光子的发出不是同时的，受发光衰减时间的影响，因此由闪烁光子导致的

光电子也不是同时产生的； 7) 为什么有些闪烁体可用于做粒子种类的鉴别？

答：因为在某些闪烁体中，所发荧光有快慢成分，而不同带电粒子在其中电离后发光的快

慢成分比例是不同的； 8) 沉积同样能量的不同种射线，被NaI探测器测量后得到的信号幅度期望值一定是相同的

吗？为什么？ 答：不是；因为不同种类射线的发光效率可能是不同的； 9) 为什么光阴极的电位是光电倍增管中最低的？

答：因为电子在光电倍增管内的倍增过程是从低电位向高电位运动的；

10) 如果要做类比的话，电子从第一个打拿极向阳极运动的过程可类比于气体探测器中的

什么环节？在这个环节中，载流子的绝对数目是增大还是减小了？载流子的统计性是变好还是变差了？为什么一定要有这个环节？ 答：

? 可类比于正比计数器的雪崩过程；

? 在这个环节中，载流子的绝对数目增大了，但是统计性却没有变好，而是有些变差； ? 之所以必须这个环节，是因为第一打拿极收集到的光电子数目太小，直接形成的信

号幅度很小，无法实现高的信噪比（噪来自于后续电路）； 11) 为什么最后几个打拿极要并联电容？

答：在最后几个打拿极处，倍增后的电子电流很大，需要并联电容来为信号提供通路，实现稳压； 12) 正高压供电和负高压供电的特点分别是什么？

答：

? 正高压：阴极接地，但是在阳极和输出之间需要增加隔直电容，不适合于高计数率

和电流情况；

? 负高压：无需隔直电容，适合高计数率和电流情况，但是光阴极处于负高压，需要

防止漏电流和场致发光；

13) 我们可以从阳极收集信号，也可以从前几个打拿极收集信号。这两种信号有什么区别？ 答：

? 从阳极收集到的信号是负极性，幅度较大；

? 从前级打拿极收集到的信号先为负极性（幅度小），然后为正极性（幅度变大，因

为电子倍增），幅度较小，但是由于电子的渡越时间较小，时间离散也小，因为时间特性较好； 14) 什么是电压型脉冲工作状态，什么是电流型脉冲工作状态？其输出信号的幅度分别是

多大？ 答：

? 当外电路的时间常数远远大于发光时间时，表现为电压型脉冲工作 …… 此处隐藏：3114字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……