核辐射物理与探测学复习资料(4)

? 坏处是反向电流会增大；

? 反向电压有一个最优值，此时能量分辨率最好；

12) 为什么PN结探测器结区不能做得很厚？这个缺点带来了什么问题？

答：因为Si材料的掺杂浓度无法做得很小，因此同样反向电压下，结区的厚度不大，仅为

mm量级。虽然可以通过提高反向电压来增大厚度，但是电压过高会使结区交界处发生击穿，因此不能无限提高电压； 13) HPGe探测器也是一种PN结探测器吗？为什么它可以实现较大的结区厚度？ 答：是。因为HPGe探测器所用的Ge材料杂质浓度很小，仅为10原子/cm；

14) 对于1.33MeV的γ射线，HPGe探测器的典型能量分辨率是多少（以keV为单位）？ 答：最好可以达到1.3keV，常见的是1.75MeV左右；

15) 什么是峰康比？当我们说某个HPGe探测器的探测效率是50％的时候，这个探测效率是

怎么定义的？50％和20％探测效率的HPGe相比，谁的峰康比大？ 答：

? 峰康比指全能峰的高度与康普顿平台高度的比值； ? 所谓50%探测效率的HPGe探测器，指的是其全能峰效率相对于3英吋NaI探测器的

全能峰效率为50％；

? 50％探测效率的HPGe探测器峰康比更大；

16) 为什么一般HPGe探测器所测γ能谱的逃逸峰比NaI探测器的要明显？ 答：因为HPGe探测器的对出射511keV射线的阻挡能力不如NaI探测器；

10

3

九、中子测量

1) 探测中子的基本方法有哪些？有哪些常用的中子探测器？

答：

? 核反应法；核反冲法；裂变法；活化法；

3

? 气体探测器：BF3正比计数器，He正比计数器，裂变室，硼电离室等； ? 闪烁体：LiI，Li玻璃等； 2) 什么是中子与物质相互作用的宏观截面？

答：即原子核密度与每个原子核与某个能量中子的反应截面的乘积。它与线性衰减系数具

有同样的量纲和含义。反映了某个能量的中子在某个介质中单位距离内被衰减的程度； 3) 什么是中子探测的灵敏度，其量纲是什么？如果某个BF3正比计数器充气压力为500mmHg（室温下），B-10的浓度为90％，灵敏体积为φ3×20cm。请估算这个正比计数器对25.3meV中子的灵敏度。已知B-10对25.3meV的热中子的截面为3836b。 答：中子灵敏度的量纲为面积；8.6cps/nv;

4) 上题中同样的正比计数器，对于1eV、1keV的中子的灵敏度是多少？

答：1eV：1.37cps/nv；1keV：0.043cps/nv；

十、关于辐射探测方法

1) 利用探测器对放射源的活度进行测量的时候，需要考虑对哪些因素进行修正？ 答：在对活度进行测量的时候，要对立体角因子、本征探测效率、吸收、散射、死时间、

本底等因素进行校正； 2) 如果知道某探测器的死时间为1μs，实际测量得到的计数率为50kcps，如果仅做死时

间修正，计数率应该是多少？ 答：经过死时间修正后的计数率为52632cps；

3) 如果不知道探测器的探测效率，有没有办法得到Au-198放射源的活度（该源有β－γ

级联衰变，Au-198衰变为Hg-198后，后者的激发态寿命为23.16ps）？ 答：可以，通过真符合，无需知道探测效率，就可以求得源的活度；

4) 什么是符合？什么是符合的分辨时间？什么是真符合，什么是偶然符合？什么是反符

合？ 答：请参见讲义；

5) 级联事件是否一定是“同时”（所谓同时，指在符合电路的分辨时间范围内）发生的？

例如Cs-137源发射的β与γ，它们之间的符合是真符合还是偶然符合？ 答：

? 级联事件不一定是同时的。

? 由于Cs-137在发生β衰变之后，Ba-137激发态发出γ的半衰期为2.552min，因此

二者已经没有了时间关联。

? 此时发生的符合只能是偶然符合； 6) 为什么反符合技术能够提高HPGe探测器的峰康比？在选择反符合探测器的时候，如果

体积相同，你会选择哪种类型的探测器：塑料闪烁体、NaI还是BGO，为什么？ 答：

? 因为反符合技术判弃了哪些仅仅在HPGe探测器内发生了康普顿散射的事例； ? 反符合计数器应该追求尽可能大的立体角和探测效率。应该选择BGO。 7) 若偶然符合计数率为0.1cps，而两个符合道的计数率分别为200cps和400pcs，则符合

电路的分辨时间是多少？ 答：分辨时间为0.625μs； 8) 如何提高真偶符合比？

答：降低源的活度；减小符合电路的分辨时间；

9) 在一个实际的γ能谱中，我们能够看到很多特征，例如全能峰、康普顿坪等，请试着说

出所有的这些特征的名称？其来源分别是什么？ 答：全能峰、康普顿边沿、康普顿平台、多次康普顿散射、单逃逸峰、双逃逸峰、湮没辐

射峰、反散射峰、特征X射线峰、I(Ge,Si)逃逸峰，轫致辐射谱； 10) 全能峰＝光电峰，对么？为什么？按照你的理解，全能峰是怎么得来的？

答：

? 不对；

? 光电峰只反映了光电子的能量，它与全能峰之间还相差内层电子的电离能，这个能

量需要通过捕获特征X射线或俄歇电子的方式来弥补。

? 全能峰指的是γ射线把全部能量都交给了探测器之后形成的峰，可以是光电效应导

致的，也可能是多次康普顿散射导致的，也可能是电子对效应的两个511keVγ也被捕获之后形成的。 11) 碘逃逸峰和单、双逃逸峰是一回事么？HPGe探测器有没有碘逃逸峰？

答：

? 碘逃逸峰指的是比全能峰能量低I的X射线能量的峰，本质是X射线的逃逸； ? 单双逃逸峰指的是比全能峰能量低一个或两个511keV能量的峰，本质是电子对效

应之后正电子湮没的2个511keVγ射线的逃逸；

? HPGe中没有碘元素，自然就没有碘逃逸峰；如果说有，也只会是锗逃逸峰； 12) 我们知道Co-60源会产生1.17和1.33MeV的两个γ射线。现在用NaI探测器来测量

Co-60源，源与探测器的距离为X，测得1.17MeV和1.33MeV的全能峰计数率分别为2000cps和1800cps，同时还在2.5MeV处观测到了一个全能峰，其计数率为7.2cps，请问这个峰是怎么来的？如果将源与探测器的距离减小为X/2，请问1.17MeV、1.33MeV、2.5MeV这三个峰的计数率分别是多少？（假设1：探测器的本征探测效率是不变的；假设2：死时间的影响在此忽略不计） 答：

? 这个峰是和峰；

? 是由1.17和1.33同时射入探测器，由于探测器无法区分这两个γ射线，只好把它

们当作一个2.5MeV的单能射线来处理；

? 如果源探的距离减半，则1.17MeV和1.33MeV的全能峰计数率变为8000cps和

7200cps；2.5MeV和峰的计数率则变为115.2cps；