成都理工《核辐射探测器与核电子学》期末试题

2010《核辐射探测器与核电子学》期末考试试题A参考答案

一、 填空题（20分，每小题2分）

1． 由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，分辨时间约为： 几 μs。

2． 由ZnS(Ag)组成的闪烁计数器，一般用来探测 α 射线的 强度 。

3． 由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，一般用来探测 γ(X) 射线的 能量和强度 。 4． Ｇ-Ｍ计数管一般用来探测 β、γ、X 射线的 强度 。

5． 金硅面垒型半导体探测器一般用来探测 α 射线的 能量和强度 。 6． HPGe半导体探测器一般用来探测 γ 射线的 能量和强度 。 7． 对高能γ射线的探测效率则主要取决于探测器的 有效体积 。 8． 前置放大器的两个主要作用是： 提高信-噪比、阻抗匹配 。 9． 谱仪放大器的两个主要作用是： 信号放大、脉冲成形 。 10． 微分电路主要作用是： 使输入信号的宽度变窄和隔离低频信号 。

二、 名词解释（15分，每小题5分）

1. 探测效率——定义为探测器输出信号数量(脉冲数)与入射到探测器(表面)的粒子数之比。 2. 仪器谱——由仪器(探测器)探测(响应)入射射线而输出的脉冲幅度分布图，是一连续谱。

3. 全能峰——入射粒子以各种作用方式(一次或多次)将全部能量消耗在探测器内而形成的仪器谱峰。

三、 计算题（5分）

试粗略计算6.0MeV的α粒子在电离室和金硅面垒探测器中产生的初始电离(离子对数目)，并以此说明金硅面垒半导体探测器能量分辨率比正比计数管高的原因。

电离室是气体探测器，金硅面垒探测器是半导体探测器，它们的平均电离能(W)大约分别为30eV和3eV。所以：

电离室产生的初始电离(N1)=6000000/30=200000（对） 金硅面垒探测器产生的初始电离(N2)=6000000/3=2000000（对）

可见，N2比N1大10倍，即N2因统计涨落产生的相对标准差比N1小，金硅面垒探测器的能量分辨率(FWHM)比电离室好。

四、 论述题（20分，每小题10分）

1． 简述闪烁计数器探测γ射线的工作过程。

答题要点：发光过程、光电转换过程、电子倍增过程、信号形成过程。 2． 简述多道脉冲幅度分析器的一般构成及其工作过程。

答题要点：三个组成部分——脉冲峰值保持器、ADC、MCB。四个过程——脉冲峰值保持过程、ADC过程、数据处理过程、复位过程。

五、 综合题（40分，每小题20分）

1． 以表格方式比较气体探测器、闪烁计数器、半导体探测器的主要特性、特点(着重比较探测器效率、能

量分辨率、价格、用途及使用中的注意事项等)。

能量分辨率 探测效率 使用环境 价格 主要用途 其它

气体探测器 闪烁计数器 半导体探测器 2． 画出一般的线性脉冲放大器的原理框图、指出各部分的主要作用、主要节点的波形变化。

答题要点：五个组成部分——微分电路或极零相消电路、可调放大电路、积分电路、输出级、基线恢复器、(限幅器)。