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辐射探测学 复习要点 辐射与物质的相互作用（含中子探测一章） 什么是射线？ 由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。 电离损失、辐射损失、能量损失率、能量歧离、射程与射程歧离、阻止时间、反散射、正电子湮没、?光子与物质的三种作用 电离损失：对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于其电离能量损失率。 辐射损失：快电子除电离损失外，辐射损失不可忽略；辐射损失率与带电粒子静止质量m的平方成反比。所以仅对电子才重点考虑 辐射能量损失率：单位路径上，由于轫致辐射而损失的能量。 能量损失率：指单位路径上引起的能量损失，又称为比能损失或阻止本领。按能量损失作用的不同，能量损失率可分为“电离能量损失率”和“辐射能量损失率” 能量歧离(Energy Straggling)：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的（对一组粒子而言），而发生了能量的离散。 电子的射程比路程小得多。 射程：带电粒子在物质中不断的损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿初始运动方向所行径的最大距离称作射程，R。实际轨迹叫做路 程P。 射程歧离(Range Straggling)：由于带电粒子与物质相互作用是一个 随机过程 ，因而与能量歧离一样，单能粒子的射程也是 涨落的 ，这叫做 能量歧离。 能量的损失过程是随机的。 阻止时间：将带电粒子阻止在吸收体内所需要的时间可由 射程与平均速度 来估算。与射程成正比，与平均速度成反比。 反散射：由于电子质量小，散射的角度可以很大，多次散射，最后偏离原来的运动方向，电子沿其入射方向发生大角度偏转，称为反散射。 正电子湮没放出光子的过程称为湮没辐射 ?光子与物质的三种作用：光电效应（吸收）、康普顿效应（散射）、电子对效应（产生） 电离损失、辐射损失：P138 中子与物质的相互作用，中子探测的特点、基本方法和基本原理 中子本身不带电，主要是与原子核发生作用，与?射线一样，在物质中也不能直接引起电离，主要靠和原子核反应中产生的次级电离粒子而使物质电离。 390 Bethe公式应用 对各种带电粒子是有效的，条件是这些粒子的速度保持大于物质原子中电子的轨道运动速度。 重离子治癌，质子刀，“大部分的能量沉积在病灶” Bethe公式是描写电离能量损失率Sion与带电粒子速度v、电荷Z等关系的经典公式。 辐射损失率公式应用 探测学中所涉及快电子的能量E 一般不超过几个MeV，所以，辐射能量损失只有在高原子序数(大Z)的吸收材料中才是重要的。 自由电子不能发生光电效应 光电效应：g射线(光子)与物质原子中束缚电子作用，把全部能量转移给某个束缚电子，使之发射出去(称为光电子photoelectron)，而光子本身消失的过程，称为光电效应。 辐射探测中的统计学 ？计数统计学的意义 随机试验、随机事件、随机变量、概率、数学期望、方差、相对均方偏差、准确度、精确度、系统误差、偶然误差 随机试验：一定条件下的每次观测。 随机事件：随机试验的各种结果。 随机变量：代表随机事件的数量ξ。 概率：描述在某种随机试验中的各个随机事件出现的可能性 数学期望：E(ξ)或E(X)，简称为期望，又称为平均值、均值。描述的是随机变量的平均值 方差： D(ξ)或D(X)，描述的是随机变量偏离其均值的程度。 相对均方偏差：在实用中，我们会经常用到相对均方偏差（与以后将要学习到的能量分辨率有关），也称为相对均方涨落。 准确度(accuracy：测量值与被测对象真值的一致程度。可用测量值的平均值与真值的差来描述。 精密度(precision)测量的可重复性或可靠性。可用测量的均方偏差来描述。 系统误差(systematic errors)由于仪器本身的不精确、或实验方法粗略、或实验原理不完善而导致的测量值与实际值之间的误差。系统误差难于发现。无法通过统计的方法来进行分析，因为所有的数据都同时偏大或者偏小。 偶然误差(random errors)由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、测量对象的物理量构成影响而导致的测量误差。利用大量的实验数据，可以实现对偶然误差的统计分析。偶然误差可以对通过对大量测量值进行平均的方法来进行削弱。 伯努利试验: 随机试验只有两种可能的结果，非此即彼，这类随机试验称作伯努利实验. 二项式分布、泊松分布、高斯分布及其期望、方差和相对方差 对于长寿命的核素，在一定时间段内发射出的粒子数n满足泊松分布分布. 泊松分布期望m1时，二项式分布可用泊松分布和高斯分布代替 较简单复杂随机变量的期望、方差和相对方差 串级型随机变量的期望、方差和相对方差174 核衰变数与探测器计数的涨落分布 相邻两个和进位信号脉冲的时间间隔 一些常见情况下计数统计误差的传递ppt144 在一般的核测量中，常涉及