第4章射线与物质的相互作用-1绪论.pptVIP

核辐射粒子的基本性质 β粒子(电子)与物质作用的主要方式为电离、激发、韧致辐射和散射作用。 电子的两种能量损失率之比： E—入射电子的能量 E的单位为MeV Z—吸收材料的原子序数 对实际工作的指导意义在于： 天然放射性元素发生β衰变放出的β粒子，其能量一般小于3MeV： 与一般岩石(Z较小)等作用时，辐射损耗可以忽略不计； 但当β粒子通过介质的原子序数较高时，韧致辐射损耗仍占一定比例，实际工作中不可忽视。 5、请说明β粒子(电子)与物质相互作用的主要形式。 β粒子(电子)的辐射能量损失率与电离能量损失率之间满足什么关系，对实际工作的指导意义是什么。散射作用对β粒子在物质中的运动轨迹产生的影响是什么。 由于β粒子受到轨道电子或原子核的散射，其运动方向不断改变，因此， β粒子的运动轨迹不是一条直线，而是一条不规则的折线。 6、请说明正电子(β+粒子)发生湮没辐射的过程及特点。 高速正电子进入物质后迅速被慢化，然后在正电子径迹的末端与介质中的电子发生湮没，放出?光子。 或者，它与一个电子结合成正电子素，即电子—正电子对的束缚态，然后再湮没，放出?光子。 根据能量守恒和动量守恒可知：两个湮没光子的能量相同，各等于0.511MeV。两个光子的发射方向相反且各向同性。 7、请写出β射线在介质中的衰减规律的两种表达形式。其中，线衰减系数和质量衰减系数、吸收体的厚度及其质量厚度之间满足什么关系，单位各是什么？ 研究表明，对β射线，当吸收介质的厚度d远小于 时，β射线的吸收衰减曲线近似服从指数规律： ? m—吸收体的质量衰减系数(单位：cm2/g)； dm—吸收体的质量厚度(单位：g/cm2)； ?—吸收体的线衰减(或线吸收)系数 (单位：cm-1)； d—吸收体的厚度(单位：cm)； I0—入射β射线的强度； 或 8、β粒子的射程定义及其表达式。随着β辐射层厚度的增大， β射线强度将如何变化？ β射线射程的定义及表达式： 当β射线通过介质时，几乎被完全吸收时的介质厚度，称为β射线的射程。 β射线经过10倍半吸收厚度，强度减少为初始值的1/1024。小于1/1000，可近似认为β射线已被介质完全吸收。故将10倍半吸收厚度定义为β射线的射程。 (单位：cm) (单位：g/cm2) β射线强度与放射层厚度的关系： 由于自吸收作用，射线的强度不会随放射层厚度的增加而线性增长。对β射线来说，存在以下关系： 当放射层较薄时， β射线强度随厚度增加而线性增大。当放射层有一定厚度时，β射线强度增加较缓慢。当放射层增加到某一厚度时，β射线强度不再随厚度增加而增加，这个厚度称为β射线的饱和层厚度。 I/I∞ h h—放射层厚度； ?—放射层的自吸收系数； I∞—β射线饱和层的β射线强度； 1.0 嬗(shàn )变 云室(cloud chamber)：早期的核辐射探测器，也是最早的带电粒子径迹探测器,可显示出入射带电粒子的径迹（原理：利用纯净的蒸气绝热膨胀，温度降低达到过饱和状态，这时带电粒子射入，在经过的路径产生离子，过饱和气以离子为核心凝结成小液滴，从而显示出粒子的径迹，可通过照相拍摄下来。云室中的气体大多是空气或氩气，蒸气大多是乙醇或甲醇。） β计数管（即探测器、探头）的作用是将入射β粒子（射线）转换成电压脉冲输出； 定标器是一种脉冲自动计数装置，配合有关探头及设备可用作放射性计数的测量（对探测器送来的脉冲信号进行计数） 由于β粒子的能量是连续分布的，因此一般图表上所给出的某一放射性核素的β粒子能量，均指其最大能量值 电子径迹是折线 α粒子径迹是一条直线 5.3MeV(210Po)α粒子在空气中的射程3.83 cm （三）韧致辐射 辐射能量损失： 带电粒子穿过物质时受物质原子核的库仑作用(与原子核的非弹性碰撞过程)，其速度和运动方向发生变化，会伴随发射电磁波，即轫致辐射。 韧致辐射所产生的电磁辐射是连续能量的X射线，其能量与入射带电粒子动能处于同一数量级。 原子核 入射粒子为单能粒子：产生的电磁辐射平均能量小于入射粒子的能量； 入射粒子为β粒子：产生的电磁辐射平均能量小于入射β粒子的平均能量； 辐射能量损失率 ： 单位路径上，由于轫致辐射而使入射带电粒子在靶物质中损失的能量。 量子电动力学计算表明，辐射能量损失率服从： 讨论： ⑴