核技术与应用习题

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1、一．有一样品,用14MeV快中子做活化分析,通过16O(n,p)16N(s=0.09b)反应,分析其中的16O,但样品中含有19F,亦可通过19F(n,a)16N(s=0.057b)生成16N,同时知道19F还可以通过19F(n,p)19O(s=0.02b)生成19O。实验中照射样品300s,冷却10s，测16N（T1/2=7.4s）1754KeV的g射线（分支比为0.24，内转换系数为0.57）60s，得16N峰面积记数为1985，再测量19O（T1/2=30s）1356KeV的g射线（分支比为0.54，内转换系数为0.78）60s，得峰面积记数为1

2、054。现已知中子通量密度为5´109中子/cm2*s,探测器效率为0.3，19F丰度100%，16O丰度99.7%。请你计算样品中16O含量为多少克。（20分）解：16O→16N和19F→16N的16N的总计数198519F→19O的19O的计数1054由19O计数求得19F含量，从而求出19F对16N计数的贡献，从16N计数1985中减去19F对16N计数的贡献，则是由16O生成的16N的计数，从而可以求出16O的含量，由公式带入相关的数据可求出WF=5.678×10-4克则由5.678×10-4克19F生成的16O计数N=带入数据得N=98219

3、85-982=1003则16O含量WO带入相关数据得出为：WO=3.1×10-4克2.在玻璃碳基体上，用真空喷镀法镀上一层10nm厚的Au（M=197）元素，以4MeV的a粒子入射，假设在入射和出射路径上的能损均为10KeV，在散射角为170度方向放置一探测器，那么在道宽为1.6KeV的多道谱仪中背散射谱中Au峰的宽度是多少? 答：k=0.9225 E1=E0×k=4×0.9225=3.69Mev E2=(4-0.01)×0.9225-0.01=3.6708Mev △E=E1-E2=3.69Mev-3.6708Mev=19.2Kev 所以Au峰的宽度是

4、：19.2/1.6≈12道3、已知一种煤灰分仪所用的2种g放射源是241Am和60Co，假设皮带空载时探测器输出的241Am的信号是I0ˊ，输出的60Co的信号是I0"，Iˊ是有煤时探测器输出的241Am的信号，I"是有煤时探测器输出的60Co的信号，μm是碳的质量吸收系数，μw是所要测的元素或化合物（灰分）的质量吸收系数，并且假设在中能区质量吸收系数与材料原子序数无关，请推导煤灰分含量的表达式。解：重质量吸收系数ut=uw×cw+um×cm其中cw为灰分含量，cm为碳的含量cw+cm=1所以ut=uw×cw+um×（1-cw）(1)对对令由（1）式可

5、得：；推出：整理可得：考虑到中能区质量吸收系数与原子序数无关有：所以－/(－)4、如图所示,0点为钍射气220Rn释放点,,小闪烁室a和b的容积为均为Vc，探测效率均为ε，计数率分别为CPMa和CPMb,2点至3点之间(包含可调容器)的容积为Vk，220Rn的衰变常数为λ，设气体的流动是稳定层流状态，请推导管道流量Q测量的表达式？（10分）答：各点浓度为：220Rn在小闪烁室a和b中的衰变率为：ThA(216Po)的半衰期(0.16秒)很短，可以认为220Rn连续发射2个α粒子，则小闪烁室a和小闪烁室b测到的α计数率为：小闪烁室a和小闪烁室b测到的α计

6、数率比值为：所以气体流量5、考古学家某动物化石，设同地质层中之长石内，钾于氩之比例为90:10，已知钾衰变成氩的半衰期为1.277×109年，请由此推算该动物距今多少年？答：由于λ=ln2/T1/2所以t=(1.277×109÷ln2)×ln(1+10/90)=1.9411×108(年)由此可知该动物距今1.9411×108年。6、国际规定，作为表达组织密度的统一单位CT值的计算公式是什么？如果水的吸收系数为1，空气的吸收系数为0.0013，空气的CT值为多少？答：计算公式：；空气的CT值为：-1000。6.已知Au和Mn的热中子截面分别为98.8b和

7、13.2b，198Au和56Mn的半衰期分别为2.695d和2.7585h，将一质量为197mg的金片放入某热中子场照射2.695d，所产生的198Au的活度为1.45´105Bq。若将质量为110mg的锰片放入同样的热中子场照射5.517h，试计算得到的56Mn的活度。（难）解：根据公式，式中N为靶核数目，f为中子通量，s为核反应截面，T1/2为生成核的半衰期，t为照射时间。且靶核数目，m为靶的质量，mA为靶核的质量数，NA为阿佛加德罗常数。则198Au的活度为56Mn的活度为故56Mn的活度为A(Mn)=0.401´A(Au)=0.401´1.45

8、´105=5.81´104Bq4．10MeV的氘核与10MeV的电子穿过铅时，它们的辐射损失率