高等学校一试用教材 核辐射探测 凌球 郭兰英编著 刘继才审 服出服就
SBN7-5022-0.29-2 TⅠ·292(课)定价:5,10元
高等学校试用教材 核辐射探测 (初版) 凌球郭兰英编著 刘继才 原子能出版社
(京)新登字077号 内容筒介 本书内仨偦:核辐射及其探测原理,气体探测器,辛导体探测器,闪 娦探测器,共他类型探测器,放射性测量的误差和数据处理。各章未尾附有 参考文献和习题。本书内容充实,取材新颖。 木书叮为高等院校核技术专业的教材,也可供从事实核物理、核工 程和核技术应等方面工作的工程技术人员参考 本书由刘继才审,经原子核物理教材委员会核物理安验与 方法课程组于1989年7月由齐卉荃主持召开的审稿会审定,同意 作为高等学校试用教材。 高等学校试用教枋 核辐射探测 (初版) 凌球郭兰英:编著 刘继才 审 赉任编辑袁祖伟 能出版社出版 (北京2108借) 北京地质印刷印刷 斯华书店总店科技发行所发行·新华书片经售 开A850×11681/34·印张16字数513千 1992年6月北京第一版·19:2年6月北京第一次圳刷 印数1—1000 sBN7-5022-0529-2 ·292(课)定价:5,10元
前言 本书是根据原核工业部教育司原子核物理教材委员会于1985 年召开的核辐射探测教材会议审定的编写提纲编写的本书可作 为高等学校核技术专业的教材。 本书叙述了各种核辐射探测器的工作原理、结构、性能和应 用,着重从基本概念、基本理论和基本方法讲述书中叙述的各 种核辐射探测器的典型应用,不仅着眼于描述各和探测器系统的 工作原理和基本特性,而且详细叙述了各种核辐射的特性参量的 测量技术。这种编排结构避免了篇幅冗长,使全书结构紧凑,便 于学生学习。 本书所涉及的是能量大约在20MeV以下的核辐射的探测技 术,这是核技术应用所涉及的能量范围。因此书中把重点放在常 用核辐射探测器如气体探测器、半导体探测器和闪烁探测器的原 理、性能和应用上,而对主要用于高能物理的探测器如气泡室和 量能器等以及重粒子物理中广泛使用的探测设备如磁谱仪等则未 涉及。对最近几年发展起来的一些新型探测器,也只作一般介 。 数据处理是核辐射探测技术的一个重要组成部分。因此,本 书专门用一章的篇幅介绍核辐射测量的误差及数据处理方法。 本书为核技术专业的一门专业基础课的教材。学习本门课程 时需要具备放射性、核辐射特性和核电子学基本线路方面的知识。 为便学生学习,在第一章简要叙述了放射性基本知识和各种核 辐射的特性,作为核辐射探测的基础。 全书需要讲授70学时,重点讲授第二、三、四章所叙述的几 种常用核辐射探测器及其应用。 本书第一、二、六章由郭兰英编写,第三、四、五章的编写及 Ⅶ
全书结构安排等由凌球负责完成。本书在编写过程中得到了许尔 同志的支持和帮助。刘狴才审阅了全稿,齐卉荃、吴治华、邸纽 良、袁蓉芳等参加了审稿会并提出了宝贵意见。本书初稿已在衡 阳工学览核电子学及核技术应用专业使用了几届,吸取了各届 学生的许多宝费意见,在此一并表示衷心的感谢。由于编者水平 有限,书中不足之处在所难免,敬请批评指正。 编者 1990年8月
目录 前言 第一章核辐射及其探测原理 第一节核辐射的基本特性……………………… 几种主要粒子的性质…………… 二、放射性衰变的基本规律……18 第二节探测带电粒子的物理其础…… 带电粒子与物质的相E作用机制……………5 、带电粒子的能量损失……………6 带电粒子在物质中的射程………………………………14 四、正电子与物质的相互作用…………………… 第三节x和γ射线的探测原理……23 、光电效应… 、康普顿散射……………………………………………25 、电子对产生效应………30 四、ⅹ和γ射线的吸收……………………………3 第四节中子的探测方法……5 、核反应法…86 二、核反冲法………………37 三、核裂变法……………………………38 四、活化法……………39 第二章气体探测器 !4 第一节基本原理………45 、气体的电离…… 自小5 、电子和离子在气体中的运动…………46 三、被收集的离子对数与外加电场的关系……0 第二节电离室…………………52 、概述……………""…52
、脉冲电离室… 、电流电离室和累计电离………………………67 凹、城用…………………………………………………72 正比计数管…………………………76 、气体放大机制……………………………………77 、输出脉冲……………………………………………80 、特性参量……………………………………………83 四、儿种常用的比计数管及其应用…………186 第阿节G-M计数管…………………………………9 工作原理…………………………………………9 、几种常用G-M计数管的构造…………………………96 输出脉……………………………… 四、特性参量……………………………… 第五节气体多丝室 看甲p甲 -、多丝正比室………………………………【06 二、漂移室………………………………………………… 第六节气体探测器的应用实例………………………………1:7 、测量B放射性活度的小立体角法 128 、测量放射源活度的4丌B-7符合法…………………134 第一章半导体探测器……… 第··节半导体的基本知识和半导体探测器的工作原理……144 半导体材料的电特性………………………………144 、本征半导体…………:145 、P型和N型半导体…………………………147 四、载流f的产生和复合………………………………150 五、半导体探测器的基本原理…………………152 第一YFN结型半导体探测器………………………………153 、于N结的形成和结区的电场分布… 自d1 、工作原理………………156 种类和结构 …15G 門、特性量……………………………………158 五、出脉冲………………………………………………1G8 第三节锞漂移型半导体探测器………………171
、灵敏区的形成……………………………171 、输出脉冲……………………………174 、分类………………………………………………17 四、特性参量………………………………………1;9 第四节高纯锗探测器 、基本结构………………………………………182 、电场利电容…………………………………………185 、特性叁量……………………………·86 第五节化合物半导体探测器…………………………188 化合物半导休材料的特性………………………18 、几种化合物半导体探测器 189 第六节特殊类型半导体探测器………………………193 、全耗尽探测器 .,·●·+·自中布由4,在 193 、位置灵敏探澌器…………………………………193 、内放大探测器………………486 四、电流型探测器………199 第七节半导体探测器的应用……20 …、金砖面垒探测器的应用………………………00 ∴、锂漂移型探测器和IPG探测器的成用………"……205 金硅面垒a谱仪……………… z00 四、Hreγ谱仪…………………………208 五、Si(IiX射线能谱仪…………………………*·22 第四章闪烁探测器……… 第一节构成和工作原理……………4234 构成………………………………………234 ∴、T作原理…………………………………23 第二节闪烁体………………………………………………236 、发光机制…………………………4236 二、特性参量…………………………………241 、常用闪烁体的种类和性能……………………246 第三节光学收集系统 、反射层………………28 、光学合剂……………………………………………2:9
、光导……………………259 第四节光电倍增管的结构、作原理和性能……………器自 、结构 垂身中d..寺由由由是由●是·中垂电··4甲曲命 260 二、工作原理和分奖……………………262 、特性参量………………………………………27! 、高压供电和分压器………………………………………280 五、其他光电器件……………………21865 第五节闪烁探测器的王作特性…………28 、输出脉冲………………………………288 、探测效*……………………………………294 能量分辨书……………… 297 四、时间分辨…………………………………………30 第六节闪烁探测器的应用………………………………………302 、测量γ能谱的Nal(F])单品谱仪…………302 二、鉴别中子和γ射线的n、Y甄别方法…………………309 测量核激发态寿命的多道时间分析谱仪…………313 第七节通道电于倍增器…… 323 、工作原理和构造………323 二、主要特性…………425 、微通道板 第五章其他探测器… ……·‘…330 第一节切伦科夫探测器………………………33 、切纶科夫辐射………………330 、切伦科大辐射的广生、收集和记录…………334 切伦科夫探测器的种类及应用………"34 第二若热释光探测器……344 、基本原理…44 、热释光磷光体…………………346 、热释光的测量装置……348 第三节径迹探测器……………"349 →、原子核乳胶………………1150 、固体核径迹探测器……………………………360 脉冲径迹室……37