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第一章 放射性测量中的统计学 1

第一节 核衰变数和计数的统计分布 1

一、二项式分布 1

二、泊松分布 2

三、高斯分布 3

四、计数的统计分布 5

五、合成分布 6

第二节 放射性测量的统计误差 9

一、统计误差的概念和表示方法 9

二、函数统计误差的计算 11

三、测量条件的选择 14

四、平均效应的统计误差 15

第三节 测量数据的检验 16

二、分布类型的检验 17

一、两次测量计数值差异的检验 17

三、X2检验法 18

四、可疑测量值的舍弃 21

第四节 脉冲幅度分辨率 23

一、电离的统计涨落 24

二、倍增过程统计学 28

第五节 核辐射事件的时间分布 29

一、核辐射脉冲的时间间隔分布 30

二、包括多个脉冲的时间分布 31

三、分辨时间和漏计数校正 32

四、脉冲重迭数的计算 34

习题 35

参考文献 36

第二章 射线与物质的相互作用 37

第一节 射线在物质中的穿透 37

一、带电粒子在物质中的慢化 38

二、带电粒子与靶物质原子的碰撞过程 39

第二节 重带电粒子与物质的相互作用 40

一、重带电粒子的能量损失 41

二、重离子的能量损失 48

三、带电粒子在物质中的射程 54

第三节 β射线与物质的相互作用 60

一、电子的能量损失 60

二、电子的散射 63

三、β射线的射程和吸收 64

四、正电子与物质的相互作用 67

第四节 γ射线与物质的相互作用 67

一、γ射线与物质相互作用的一般特性 67

二、光电效应 69

三、康普顿效应 72

四、电子对效应 77

五、γ射线的吸收 79

习题 82

参考文献 83

第三章 气体探测器 84

第一节 气体中电子和离子的运动规律 84

一、气体的电离 84

二、电子和离子的漂移和扩散 86

三、负离子的形成和离子的复合 89

第二节 电离室 91

一、概述 91

二、脉冲电离室 92

三、电流电离室和累计电离室 104

第三节 正比计数器 108

一、概述 108

二、气体放大机制 109

三、脉冲的波形 114

四、影响气体放大系数的因素和能量分辨率 116

六、流气式正比计数器 119

五、正比计数器的坪特性 119

第四节 G-M计数器 120

一、概述 120

二、放电与猝熄的机制 121

三、脉冲幅度和波形 124

四、G-M计数管的特性 125

五、G-M计数管的类型和应用 131

气体探测器小结 132

习题 133

参考文献 135

第四章 闪烁探测器 136

第一节 概述 136

第二节 闪烁体 137

一、闪烁体种类和发光机制 137

二、闪烁体的物理特性 141

三、几种主要闪烁体介绍 143

四、闪烁体的选择 149

五、光的收集与光导 149

第三节 光电倍增管 151

一、基本原理和构造 151

二、分压器 153

三、主要指标 155

第四节 闪烁计数器 162

一、闪烁探测器的脉冲输出 162

二、闪烁探测器应用举例——NaI(Tl)单晶γ谱仪 165

三、时间特性 169

四、能量分辨率 173

习题 175

参考文献 176

第五章 半导体探测器 177

第一节 半导体探测器的基本原理 177

一、结区的电场分布 179

第二节 PN结的性质 179

二、结区的宽度 180

三、PN结电容 181

四、PN结的反向电流 183

第三节 金硅面垒半导体探测器 185

一、金硅面垒谱仪装置 185

二、能量分辨率 186

三、电荷收集和时间特性 190

四、辐射损伤 192

第四节 锂漂移探测器的工作原理 193

第五节 锂漂移探测器的主要性能 195

一、能量分辨率 196

二、探测效率 197

三、峰康比 199

四、电荷收集和时间特性 200

一、高纯锗探测器 201

第六节 新型半导体探测器介绍 201

五、辐射损伤 201

二、化合物半导体探测器 203

三、位置灵敏探测器 204

脉冲探测器性能小结 206

习题 212

参考文献 212

第六章 其它探测器 214

第一节 原子核乳胶 214

一、原子核乳胶的作用原理 214

二、原子核乳胶的特性 216

三、原子核乳胶的应用 217

第二节 固体径迹探测器 218

一、固体径迹探测器的工作原理 218

二、固体径迹探测器的特性 219

四、固体径迹探测器的应用 220

三、固体径迹探测器的优缺点 220

第三节 威尔逊云室和气泡室 221

一、威尔逊云室的工作原理 221

二、威尔逊云室的构造 223

三、扩散云室 224

四、气泡室 225

第四节 火花放电室 227

一、火花放电室的工作原理 227

二、火花放电室的结构 228

三、火花放电室的特性及应用 229

四、流光室 230

第五节 多丝正比室 231

一、多丝正比室的工作原理 231

二、多丝正比室的结构 232

四、漂移室 233

三、多丝正比室的主要性能和应用 233

第六节 切伦科夫计数器 234

一、切伦科夫辐射的原理 234

二、切伦科夫辐射的产生和收集 237

三、切伦科夫计数器的应用 239

第七节 热释光探测器 241

一、热释光探测器基本原理 241

二、对热释光磷光体的要求 242

三、加热发光测量装置的主要部分 242

四、热释光探测器的应用 243

参考文献 243

第七章 核物理实验中的符合法 245

第一节 符合法的基本原理 245

一、符合法概述 245

二、符合测量的基本参量和关系式 246

三、符合装置 252

第二节 延迟符合 253

二、时间分析谱仪 254

一、延迟符合原理 254

三、时间分辨本领 255

四、核激发态寿命测量数据分析 261

第三节 符合法在核物理中的应用 265

一、角关联函数测量 265

二、研究核衰变图 266

三、正电子湮没寿命测量 267

习题 268

参考文献 269

第八章 α，β源活度测量 270

第一节 概述 270

一、放射性活度的单位 270

第二节 α放射源活度的测量 271

一、薄α源活度的绝对测量——小立体角法 271

二、相对测量和绝对测量 271

二、厚样品的相对测量 274

三、空气中放射性的测量 275

第三节 β放射源活度的测量 280

一、小立体角法测β放射源活度 280

二、4π计数法 287

三、符合法测源活度 289

第四节 低能β源活度的测量 297

一、内充气法 297

二、液体闪烁计数法 298

参考文献 305

第九章 带电粒子的能量及能谱测量 306

第一节 射程测量方法 306

第二节 能量灵敏探测器 309

一、电离室 309

二、正比计数器 309

三、闪烁计数器 310

四、半导体探测器 312

第三节 β磁谱仪 314

一、引言 314

二、基本工作原理 315

三、描述谱仪性能的几个量 316

四、半圆聚焦谱仪 318

五、谱仪性能的比较 321

六、磁谱仪的应用 321

第四节 重离子磁谱仪 323

一、α磁谱仪 324

二、扇形均匀磁场重离子谱仪 325

三、均匀场双聚焦重离子谱仪 328

四、Q3D重离子谱仪 330

五、若干有关的实验技术 332

习题 333

参考文献 334

第十章 γ射线强度和能量的测量 335

第一节 γ射线能谱的分析 335

一、累计效应等作用过程的影响 335

二、一些干扰辐射的影响 338

第二节 γ射线强度和能量测量的一般考虑 340

一、NaI(Tl)和Ge(Li)谱仪的比较和选择 340

二、测量条件的选择 344

三、能量刻度和能量确定 345

第三节 低能γ和X射线的测量 347

一、NaI(Tl)薄片闪烁计数器 347

二、气体正比计数器 349

三、Si(Li)半导体探测器 351

第四节 特殊谱仪装置 353

一、全吸收反符合谱仪 353

二、康普顿谱仪 355

三、电子对谱仪 356

四、符合能谱测量 357

第五节 NaI(Tl)闪烁谱仪的效率刻度 359

一、全能峰法确定γ射线强度 359

二、由本征效率和峰总比来确定源峰探测效率 360

三、源峰探测效率的直接测定 363

四、影响峰探测效率的特殊效应 364

第六节 Ge(Li)谱仪的效率刻度 365

一、全能峰效率和双逃逸峰效率 365

二、探测效率的刻度方法 366

三、峰探测效率的半经验公式 368

第七节 峰面积的确定 368

一、计数相加法 369

二、函数拟合法 373

第八节 复杂γ谱的解析 376

二、逆矩阵法 377

一、剥谱法 377

三、最小二乘法 380

四、曲线拟合法 382

第九节 利用计算机处理γ谱数据 385

一、数据的光滑 386

二、零截和增益变化的校正 387

三、找峰 389

四、曲线拟合 392

五、系统刻度 394

六、数据解释 394

第十节 γ谱的自动分析 395

一、Ge(Li)γ谱自动分析 395

二、NaI(Tl)γ谱自动分析 396

习题 400

参考文献 401