核技术应用题库共16页Word文件下载.docx
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甚至可达十亿分之一,即10-9,或记为1ppb。
个别的灵敏度可能更高。
2.准确。
3.快速。
4.不破坏样品。
5.样品用量极少。
比如,可以少到微克数量级。
5、什么示放射性示踪技术,有哪几种示踪方式?
应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记,利用高灵敏,无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律,揭示用其他方法不能分辨的内在联系,此技术称放射性同位素示踪技术。
有三种示踪方式:
1)用示踪原子标记待研究的物质,追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。
2)将示踪原子与待研究物质完全混合。
3)将示踪原子加入待研究对象中,然后跟踪。
6、研究植物的光合作用过程是利用的核技术的哪个方面?
放射性示踪。
7、什么是核检测技术(jì
),其特点是什么?
核检测技术:
是以核辐射与物质(wù
zhì
)相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。
1)非接触式测量;
2)环境因素影响甚无;
3)无破坏性:
4)易于实现多个(duōɡè
)参数同时检测和自动化测量。
8、辐射照射技术的定义是什么,辐射交联的聚乙烯有什么优点?
辐射照射技术:
是利用射线与物质的相互作用,将物质置于辐射场中,使物质的性质发生有利改变的技术。
辐射交联的聚乙烯有什么优点:
热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易被溶解、电绝缘性能很好,且不怕潮湿。
9、写出以下核技术应用中所涉及的英文缩写的中文含义:
XCTNMR-CTPECTSPECTCST
X射线断层扫描(XCT)、核磁共振显像仪(NMR-CT)、正电子发射显像仪(PECT),同位素单光子发射显像仪(SPECT)和康普顿散射显像仪(CST)。
10、什么是当今产值最大、发展最快的核辐射设备?
核医学是当今产值最大、发展最快的核辐射设备。
第二章核技术基础知识
1、何谓核素和同位素?
具有确定质子数和中子数的原子核称做核素。
质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。
2、什么是结合能,什么是比结合能?
结合能是质子和中子结合构成原子核时所释放的能量。
3、已知M(1H)=1.007825u,M(n)=1.008665u,M(14N)=14.003074u,14N的比结合能是多少Mev?
7.476Mev
4、已知M(1H)=1.007825u,M(n)=1.008665u,M(2H)=2.014102u,求氚核的结合能和比结合能是多少(duōshǎo)Mev?
结合能是:
2.224Mev;
比结合能是:
1.112Mev。
5、γ衰变(shuāibià
n)的特点?
(1)从原子核中发射(fāshè
)出光子;
(2)常常在a或β衰变后核子从激发态退激时发生;
(3)产生的射线能量不连续;
(4)可以通过测量光子能量来鉴定核素种类类别。
6、何谓半衰期?
一定量的某种放射性原子核衰变至原来的一半所需要的时间。
7、应用14C进行考古,已知自然界中为14C/12C1.0×
10-12,某生物化石中为14C/12C3.5×
10-15,求其死亡时间?
t=ln;
=;
t=46758年。
8、什么是韧致辐射?
高速带电粒子通过原子核附近时,受到原子核库仑电场的作用而急剧减速,一部分能量以光子的形式辐射出来,这种辐射称为韧致辐射。
9、什么是康普顿-吴有训效应?
当光子γ与物质原子中的一个电子发生弹性相撞时,将部分能量传给电子,电子获得能量后脱离原子而运动,该电子称康普顿-吴有训电子,而使物质电离。
光子本身能量减少又改变了运动方向。
当光子的能量为0.5--1.0MeV时,该效应比较明。
10、放射性活度的定义及它的表达式?
放射性核素在单位时间(dt)内发生核衰变的数目(dN);
表达式:
A=dN/dt
11、电离辐射的来源有哪些?
1)放射性物质(人造天然);
2)加速器;
3)反应堆;
4)宇宙射线;
5)地球环境。
第三章核能利用与核武器
nme)是原子核的比结合能?
原子核的比结合能:
原子核的比结合能是该原子核中每个核子(hé
zǐ)的平均结合能ε,也就是(jiù
shì
)该原子核的总结合能B(Z,A)被质量数A除,即ε=B(Z,A)/A
2、裂变反应堆又哪几部分组成?
反应堆由堆芯、冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。
3、试述反应堆的分类?
●按能谱分有:
由热能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆;
●按冷却剂分有:
轻水堆,即普通水堆(又分为压水堆和沸水堆)、重水堆、气冷堆和钠冷堆。
●按用途分有:
(1)研究试验堆:
是用来研究中子特性,利用中子对物理学、生物学、辐照防护学以及材料学等方面进行研究;
(2)生产堆,主要是生产新的易裂变的材料铀-233、钚-239;
(3)动力堆,利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发电。
4、说明核电站工作原理?
核电厂用的燃料是铀。
用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。
5、什么是有效增值系数或再生系数,什么是临界状态?
是此代裂变产生的中子总数与前一代裂变产生的中子总数的比值。
用K表示,K=1时为临界状态。
第四章
(1)活化分析技术
1、什么是核分析,分哪几类?
核分析:
利用核辐射粒子与物质的原子或原子核相互作用,采用核物理实验技术获得可观测信息,分析研究物质材料成分和结构的方法。
分类:
1)活化分析——中子活化分析
;
带电粒子活化分析。
2)离子束分析——卢瑟福背散射分析;
沟道技术分析;
核反应分析
粒子诱发(yò
ufā)x荧光分析。
3)核效应(xià
oyì
ng)分析——穆斯堡尔效应(xià
ng)分析
正电子淹灭技术
扰动角关联;
核磁共振。
4)超灵敏质谱分析。
2、中子探测的主要方法有哪些?
1)核反应法:
产生带电粒子,对物质产生电离;
2)核反冲法:
中子与核弹性碰撞,反冲核能量耗于电离;
3)核裂变法:
裂变碎片能量耗于电离,产生脉冲;
4)激活探测法:
中子照射物质,使其部分变为放射性元素。
3、什么是(n,γ)中子活化分析,分哪几步?
用中子照射稳定核素,稳定核素吸收中子变成放射性核素,发射γ射线,测量γ射线的能量和强度可以得知原来稳定核素的元素名称和含量。
步骤:
1)样品2)辐照3)放射性测量4)结果评价
4、中子活化的中子源主要有哪几类?
主要有:
同位素中子源;
加速器中子源;
反应堆中子源。
5、有一样品,用14MeV快中子做活化分析,通过16O(n,p)16N(σ=0.09b)反应,分析其中的16O,但样品中含有19F,亦可通过19F(n,α)16N(σ=0.057b)生成16N,同时知道19F还可以通过19F(n,p)19O(σ=0.02b)生成19O。
实验中照射样品300s,冷却10s,测16N(T1/2=7.4s)1754KeV的γ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γ射线(分支比为0.54,内转换系数为0.78)60s,得峰面积记数为1054。
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%。
请计算样品中16O含量为多少克?
解:
16O→16N和19F→16N的16N的总计数1985
19F→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(gōngshì
)
带入相关(xiāngguān)的数据可求出WF=5.678×
10-4克;
则由5.678×
10-4克19F生成(shēnɡché
nɡ)的16O计数;
N=
带入数据得N=982;
1985-982=1003;
则16O含量WO带入相关数据得出为:
WO=3.1×
10-4克。
6、中子活化分析中的初级干扰反应如何排除?
样品的元素分离;
用纯热中子,增大(n,γ)反应;
由反应阈能改变中子能量;
通过另外的核反应,测定干扰元素含量。
第四章
(2)带电粒子活化分析
1、什么叫CPAA?
具有一定能量的带电粒子于物质中的原子核发生核反应时,如果反应的剩余核是放射性核素,则测量这放射性核素的半衰期和活度,就可以确定样品中被分析元素的种类和含量。
这种元素分析方法称为带电粒子活化分析(记为CPAA)。
2、怎么解决不同元素经照射后生成相同放射性核素,发射的γ射线能量相同(β+衰变核素)的干扰?
根据半衰期,增加辐照后的冷照时间t.
3、带电粒子活化分析中,用反应(fǎnyì
ng)分析11B(p,n)11C元素时,存在(cú
nzà
i)着干扰反应14N(p,n)11C,怎么(zěnme)消除这个干扰?
需根据阈能,改变入射粒子的能量来消除。
第五章离子束分析
(1)
1、离子束分析方法的优缺点?
优点:
灵敏度高、分析时间短、不破坏样品、分析范围广和取样量少等优点,因此特别适用于痕量元素的分析;
缺点:
设备复杂、成本较高。
2、RBS分析中有三个基本点,分别是什么?
答
(1)运动学因子—质量分析;
(2)背散射微分截面—含量分析;
(3)能损因子—深度分析。
3、常选用2-3Mev的He做RBS的原因?
1)此E范围内,不会有核共振;
2)散射截面遵循卢瑟福公式;
3)探测器对4He+的能量分辨好;
4)4He+离子的数据比较齐全,便于数据分析;
5)计算化合物样品中能损的布拉格法则,在这能区也适用;
6)对大多数小型加速器,很容易提供4He离子束,且能量多数在2Mev左右。
4、背散射分析对轻(轻,重)元素基体样品中的重(轻,重)元素杂质有较高的分析灵敏度。
5、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α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?
k=0.9225
E1=E0×
k=4×
0.9225
=3.69Mev
E2=(4-