成都理工大学核辐射测量方法题库.docx

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成都理工大学核辐射测量方法题库

成都理工大学核辐射测量方法题库

名词解释

1.原子能级：

一种原子绕行电子数目和运动轨道是一定的，因此，一种原子总是处于一系列确定的稳定能量状态。

这一系列确定的稳定能量状态称为原子的能级。

2.核素：

核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

3.γ衰变：

处于激发态的原子核由较高能态向较低能态跃迁时，发出γ光子的过程。

4.平均电力能：

在某一种气体内产生一个离子对的电离辐射所失去的能量的平均值。

5.粒子注量率：

单位时间内通过单位面积的粒子数

6.吸收计量：

单位质量物质受辐射后吸收辐射的能量。

7.剂量当量：

在要研究的组织中某点处的吸收剂量、品质因素和其它修正因数的乘积。

8.同位素：

相同Z,不同A（N不同）的核素。

9.放射性活度：

放射性元素或同位素每秒衰变的原子数。

10.照射量：

单位质量内由光子释放的全部电子（负电子和正电子）在空气中完全被阻止时所产生的离子电荷和的绝对值。

11.剂量当量指数：

全身均匀照射的年剂量的极限值。

12.射气系数：

在某一时间间隔内，岩石或矿石析出的射气量N1与同一时间间隔内该岩石或矿石中由衰变产生的全部射气量N2的比值。

13.α衰变：

原子核自发放射α粒子的核衰变过程。

14.核衰变：

原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程。

15.同质异能素：

相同N、Z；不同能级的核素。

16.轨道电子俘获：

放射性核俘获一个核外轨道电子而使核内的一个质子转化为中子并放出中微子的过程。

17.平均寿命：

处于某不稳定状态的一种微观粒子的平均生存时间。

18.衰变常数：

一个原子核在单位时间内发生衰变的几率。

19.γ常数：

质量为1g的点状源在距离1cm处的照射量率。

20.基体效应：

待测元素含量相同，由于其基体成份不同，测量到的待测元素特征X射线强度是不同的。

填空

1天然放射性铀钍系列起始核素及半衰期：

铀系：

232Th1.41*1010a钍系：

238U4.468*109a

2α，β，γ射线与粒子相互作用主要形式：

3电离，激发/电离和激发，韧致辐射，弹性散射/光电，康普顿，电子对

4形成电子对条件：

入射光子能量应大于1.02MeV

5半衰期与平均寿命衰变常数关系：

t=1/λ=1.44T1/2T1/2=-ln（1/2）/λ

6α粒子实质：

高速运动的He核

7天然γ射线最大能量：

2.62MeV

8天然α射线在空气中最大射程：

8.62cm

9β衰变3种形式：

β+（母核中一中子转变为质子），β-（母核中一质子转变为中子），轨道电子俘获（同上）

10铀锕系中能量最大的α粒子：

铀系214Po7.687MeV钍系212Po8.78MeV锕系211Po7.455MeV

11天然放射性系列β射线能量范围：

0.2-2.5MeV

12铀钍锕系中气态核素及其半衰期：

铀系：

222Rn3.852d钍系：

210Rn54.5s锕系：

219Rn3.96s

13铀系中按地化特征铀组锕组是怎么划分的及分别包含哪些：

铀组包括238U-230Th，镭组包括226Ra以后所有核素。

14钍系的γ强度分布特点：

主要γ谱能量为：

0.239、0.583、0.908、0.96、2.62MeV。

近60%的γ由208Tl辐射，约25%由238Ac辐射，这两个核素的γ射线总能量占铀系85%，辐射强度占71%，其中208Tl辐射的2.62MeV的γ能量最高，强度最大。

15γ衰变过程实质：

处于激发态的原子核由较高能态向较低能态跃迁时，发出γ光子。

16γ能谱测K,U,Th一般选择的特征能量：

K1.46MeV单能射线

17铀系中子体半衰期最长的核素：

234U2.45*10^5a

18三个放射性系列天然衰变的最后产物：

铀系206Pb钍系208Pb锕系207Pb

19中子轰击235U放出的大体能量：

铀俘获一个中子后分裂为两个较轻的原子核，同时放出二个至三个中子及很大的能量（200MeV左右）。

20U系γ射线谱主要分布特征：

铀系γ射线谱主要分布在0.5-2.0MeV，大于1MeV的γ强度约占50%，大于2MeV占10.7%

21测辐射仪自然底数的方法：

水面法、铅屏法。

22放射性标准源按射线种类分类：

α标准源、β标准源、γ标准源和中子标准源等。

23辐射防护基本原则：

减少体外照射，防止放射性物质进入人体。

24外照射防护3原则：

实践的正当性、防护水平的最优化和个人受照的剂量限值。

25γ辐射仪用于测量什么：

用于γ射线总量测量的轻便型仪器，在地质找矿和环境γ辐射检测中得到广泛应用。

26放射性测井分类：

γ总量测井和γ能谱测井。

27地面γ测量航空测量分类（由γ强度不同）：

检查、详查、地表揭露等。

28γ总量测量，γ能谱测量：

用便携式γ能谱仪按一定比例尺在测点上直接测定岩石（土壤）和矿石中铀（镭）、钍、钾的含量。

29放射性普查研究对象：

含有天然放射性元素的地质体。

30初级宇宙射线主要成分：

初级宇宙射线中主要成分为质子，其次为α粒子，还有少量电子、光子、中微子，以及原子序数从2到28的原子的原子核。

31岩浆岩中不同种类岩石中K,U,Th含量特征：

酸性岩中的铀、钍含量比中性岩中的约高1倍，比基性岩中的约高6倍，比超基性岩中的约高1000倍以上。

所以酸性岩的铀、钍含量是岩浆岩中最高的；酸性岩和中性岩中的钾的含量较基性岩和超基性岩高。

32地面γ测量：

利用便携式γ辐射仪或γ能谱仪测量土壤和矿石的γ射线总照射量率和某一能量范围的射线计数率，寻找放射性异常或放射性增高地段，借以发现放射性矿床。

33变质岩中K含量与什么有关：

与变质前原岩中的含量及其变质程度有关。

34土壤大气中氡和钍射气分布规律：

土壤和大气中，氡和钍射气分布有一定规律。

土壤中氡浓度比陆地大气约高100倍，陆地上空比海洋上空高几十倍。

35地面上空大气中钍射气浓度与高度关系：

浓度及其衰变产物的数量随高度增加而减少。

36确定岩石γ背景值和异常的方法：

计算法和图解法

37航空γ测量野外飞行包括：

基线飞行、辅助飞行、测线飞行及检查飞行。

38X射线荧光分析定性分析物理基础：

莫塞莱定律

39X射线荧光分析荧光产额：

较高能级电子填充特定壳层空位，并发射X射线荧光的几率。

简答

1根据地面γ测量一般将铀矿勘察分为那几个阶段？

各阶段比例尺及任务：

预查1:

10万-1:

5万研究工作区的区域地质条件和放射性地球物理场特征，寻找有利的含铀层位（地段）、构造、岩性，并确定找矿标志。

为进一步开展较高精度地面普查找出远景区。

普查1:

2.5万-1:

1万研究工作区的地质构造特征，寻找异常点（带），并研究其分布规律，矿化特征和成矿条件，为详查选区提供依据。

详查1:

5000-1:

1000对有意义的异常点带进行追索，扩大远景，进而圈定出异常的形态、规模，查明异常的性质与分布规律、赋存的地质条件、矿化特征。

为揭露评价提供依据。

勘探1:

1000以上对已知具有工业价值的矿床或经详查圈出的勘探区，通过加密各种采样工程，其间距足以肯定矿体（层）的连续性，详细查明矿床地质特征，确定矿体的形态、产状、大小、空间位置和矿石质量特征，详细查明矿体开采技术条件，对矿山进行加工选冶性能实验室流程或实验室扩大流程试验，必要时应进行半工业试验，为可行性研究或矿山建设设计提供依据。

2地面γ测量异常点标准：

凡γ射线照射量率高于围岩底数三倍以上，受一定构造岩性控制，异常性质为铀或铀钍混合者。

若γ射线照射量率未达到底数三倍以上，但照射量率偏高，高于围岩底数加三倍均方差，受明显地质因素控制，且有一定规模，也为异常点。

3地面γ测量资料成果图示种类：

实际材料图地物标志、地质界线、γ测量路线及其编号、异常点带及其编号、最高γ强度值、检查测线、山地工程以及普通物探和化探的工作范围。

地质物探综合平面图在图上标出有代表性的异常点、揭露点，并注明其编号和γ强度值。

γ强度等值图首先将测点的实际位置展到图上，在每个测点旁注上γ强度值，然后按选定的γ等值线间距采用内插法，将γ强度相等的点连成圆滑的曲线。

γ强度剖面图表示沿γ测量剖面，岩石γ强度变化的一种曲线图。

如在γ强度曲线下面附上地质剖面，即构成地质物探综合剖面图。

能反映引起γ强度变化的地质原因。

相对γ强度等值图如果在一个工作区内有多个地质体，存在多种岩性，各种岩性的γ背景值差异大，用γ等值图将有可能使某些弱异常反映不出来。

于是在各种岩性背景值及不同标准差的基础上，按强度等级勾绘等值图。

把不同岩性相同级别的γ值圈在一起。

区域研究程度图把前人已做过的工作和现在准备做的工作，按工种、范围、比例尺等绘到图上。

把有远景的异常点带、揭露点也标到图上，并标注一定的地物标记。

4影响地面γ能谱测量因素：

测量几何条件的影响，放射性不平衡的影响，岩石及大气中射气的影响，底数的变化的影响，其它干扰因素。

5地面γ能谱测量野外工作主要步骤：

（1）工作前标定仪器

（2）选择基点，每天工作前与工作结束之后在基点上测量，检查灵敏度。

也可用工作标准源检查。

（3）在每一测点上，能谱仪作定时计数，读2-3次数取平均值。

读数均记录在记录本上，并记录岩性、构造、浮土情况以及测量几何条件等。

（4）为保证测量质量，一般抽选10%的测点进行自检和5%的测点进行互检。

6基体效应：

待测元素含量相同，由于其基体成份不同，测量到的待测元素特征X射线强度是不同的。

7根据能量色散X荧光分析干扰因素：

8微型X光管工作原理：

9大气氡主要来源及影响其浓度主要因素：

（1）大地释放

（2）海洋释放（3）植物和地下水载带（4）核工业释放（5）煤燃烧（6）天然气（7）建筑物的释放（8）磷酸盐工业

10能量色散X荧光分析中X射线探测器应满足哪些要求：

11β衰变放出的β粒子能谱为什么连续：

12137Cs及40K衰变纲图：

13放射性谱平衡：

14带点粒子平衡：

15照射量物理概念及其与吸收计量的关系：

16放射性平衡：

单位时间内B核素衰变的原子数等于单位时间内A核素衰变的原子数，即母核素与子核素衰变率相等，此时称A核素与B核素达到放射性平衡。

17放射性暂时平衡：

18解释散射射线照射量率与散射体原子序数关系曲线：

19γ辐射仪标定原理及方法：

标定时使用已知含量的点状固体镭源。

标定时应首先计算出距标准源不同距离处的γ值，然后在相应距离上测出读数，这样就得出读数和γ值的关系。

空中标定法（室外开阔、空旷、平坦、底数较低并平稳的场地上）。

地面标定法（远离周围障碍物之外，还要求地面平整，标定场地本底小。

另外，标定时的温度也应接近工作时的温度）。

20特征X射线形成过程及进行X射线荧光定性分析物理基础：

论述

1γ射线与物质相互作用的光电，康普顿，电子对效应:

光电：

光子同（整个）原子作用把自己的全部能量传递给原子,壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来,成为自由电子，光子本身消失。

康普顿：

γ光子与原子的外层电子发生碰撞，一部分能量传给电子使它脱离原子射出而成为“反冲电子”，同时光子损失能量并改变方向成为“散射光子”。

电子对：

与原子核作用产生一对正-负电子。

2137Cs在NaI闪烁计数器的仪器谱并解释各谱峰形成机理：

一个典型的NaI（T1）谱仪测到的137Cs源的0.662MeVγ能谱。

如图所示，谱线上有三个峰和一个平台。

A称为全能峰。

这一脉冲幅度直接反映，射线的能量。

这一峰中包含光电效应及多次效应的贡献。

B是康普顿散射效应的作用效果，它的特征是散射光子逃逸后留下一个能量从0到

的连续的电子谱。

C是反散射峰。

当γ射线射向闪烁体时，总有一部分γ射线没有被闪烁体吸收而逸出。

当它与闪烁体周围的物质发生散射时，反散射光子返回闪烁体，通过光电效应被记录，这就构成反散射峰。

峰D是X射线峰，它是由137Ba的K层特征X射线贡献的137Cs的β衰变子体137Ba的0.662MeV激发态，在放出内转换电子后，造成K空位，外层电子跃迁后产生此X光子。

3计算距活度1Ci的60Co源1m处的γ辐射照射量率：

X=2.98×10-10m∑nihυiμi/d2（c/kg.s）

X＝2.98×10-10×3.7×10^10（1.17＋1.33）×3.5×10-5

＝96.5×10^-5（c/kg.s）

4铀系达到长期平衡：

1gU平衡的镭数量：

5γ能谱仪的标定原理：

在体源模型上测定各种测量道（铀道、钍道、钾道）的计数率，以确定模型中元素的已知含量与各道计数之间的关系，即换算系数。

6画出使便携式X荧光分析仪工作原理框图并阐述原理：

7便携X荧光分析仪激发源同位素源和管激发源各自优缺点：