当前课程知识点：核辐射物理及探测学 > 第六章射线与物质相互作用 > 6.3 快电子与物质的相互作用 > 6.3.4 快电子的吸收与射程

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6.3.4 快电子的吸收与射程在线视频

6.3.4 快电子的吸收与射程

下一节:6.3.5 快电子的散射与反散射

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6.3.4 快电子的吸收与射程课程教案、知识点、字幕

下面我们来介绍一下

快电子它的吸收与射程

前面已经提到过快电子

在介质里面的运动径迹是曲折的

它和重带电粒子在介质里面走直线

是完全不一样的

因此快电子的射程和路程相差很大

快电子的射程比路程往往要小得多

但一般情况下

我们还是给快电子定义一个射程

叫它的最大射程

最大射程呢

就是几乎没有电子能够到达的

介质的厚度称为快电子

在这种介质里面的射程

我们可以看出

在这种定义的情况下

其实它的最大射程

基本上就等于它的路程

因为恰好可能有的电子

基本上走直线

这样的话就是它的最大射程

约等于路程

我们再来看一下

β粒子束在介质中的吸收衰减规律

对于β粒子

当吸收介质的厚度远小于β粒子

最大能量所对应的这个最大射程的时候

β粒子的吸收衰减规律

近似地服从一个指数规律

这个是一个近似规律

因为β粒子本身

是一个连续的能量分布

统计它的强度衰减的时候

恰好得到一个

近似的一个指数衰减规律

我们直接用这个式子去描述它

随着厚度的

就是介质厚度的增加

它的强度是一个指数衰减的过程

这个里面μ我们称为吸收体的

线性吸收系数

x是是吸收体的厚度

是一个线性厚度

在有些情况下

我们可能会更常用下面这个公式

就是这个x下面加了一个m

μ底下也加了个m

表示的是一个质量吸收系数

和一个质量厚度

质量吸收系数

等于线性吸收系数除以密度

质量厚度等于厚度乘以密度

所以那个表达式并没有发生变化

但是这两个量我们看到它是

一个是除以密度

一个是乘以密度

我们也可以看到一些实验的数据

从实验数据上面可以看出来

它的确近似的

服从一个指数的衰减规律

在同一种吸收物质里面

吸收系数和β粒子的最大能量之间

是有密切关系的

能量越大

当然吸收系数相应的就会越小

显然我们可以通过测量

吸收系数

间接的来测量β粒子的最大能量

因为β能谱是一个连续能谱

最大能量是不容易测量的

吸收衰减曲线是比较容易测量的

我们可以利用这样的一个方法

近似的或者间接地去测量一下

β粒子的最大能量

可以拟合出相应的一些关系来

μm和Em之间的关系

Em的话就是β粒子的最大能量

μm就是通过测量

得到的它的衰减系数

实验发现初始能量相等的电子

在各种材料中的最大射程

与吸收体密度的乘积

近似的是一个常数

但这个就是R×ρ

也就是质量厚度去描述的射程

近似的是一个常数

这个我们前面描述

重带电粒子的时候也说过

对于Z比较相近的物质来说

R×ρ本来这个差别就不大

对于电子来说

也有近似的一个结果

也就是说质量厚度表示的射程

在不同的介质里面差别并不大

这张图里面给出来的是

电子在硅和碘化钠

两种材料里面

质量厚度表示的射程

随着能量的一个变化关系

这两种材料

是典型的探测器的材料

我们可以看出来这个差别是很小的

我们也可以有找到更多的数据

看到这个差别的确并不大

这个里面我们找到了5种材料

像从Pb到空气

这个Z的差别是很大的

但是我们看到

电子质量厚度表示的射程

在这种不同的材料里面差别并不大

我们可以总结出

快电子射程的一些经验公式

我们说快电子低Z在吸收介质中

射程我们用质量厚度表示的射程

和能量之间我们可以总结出

近似的一些公式来

有了这些公式

我们很方便可以求出

某一个能量情况下

它在介质里面的射程

质量厚度表示的射程

而且这个和究竟是哪一种介质

关系并不大

当然我们也可以在网上

找到相应的一些数据

大家可以自己去找一找

β射线在铝里面的射程

我们说也可以总结出

相应一些公式来

这个公式和前面的那个公式

其实差别也并不大

从射程来讲

都是用质量厚度去表示

这个是在其它典型物质里面

β射线射程的一个估算

这个里面我们说

能量都是指的β粒子的最大能量

用MeV为单位

估算出来的射程

是以毫米为单位

也就是说在锗里面

一个MeV最大能量的β射线

它的射程

当然这个是最大射程

就是一毫米

如果能量更大的话

射程也会更大

在铝里面射程

就是两倍的这个能量的这种情况

在空气里面就是400

这个最大能量

我们来看一下4个MeV的β射线

在空气里面的射程是多少

当然这个4MeV

指的是β粒子的最大能量

在空气里面的射程我们算一下

差不多就是1600厘米

就是16米那样的一个长度

对比一下

我们前面已经算过的

4个MeV的α粒子

在空气里面的射程是多少呢

2.5个厘米

显然我们从这个数量的对比上

可以看出来

这个α粒子的穿透能力是很差的

β射线的穿透能力比α粒子相比较

就要强的多了

这个就是快电子的吸收与射程

对于快电子射程往往描述了它

最大可能的径迹长度

当然只有很少数的电子能跑这么远

但是从屏蔽的角度来讲

我们往往需要考虑的就是

这个最大的距离

快电子的强度衰减曲线

与重带电粒子的有很大的不一样

我们要注意理解

产生不同的一个原因

这一节的内容就到这里

核辐射物理及探测学课程列表：

第一章原子核的基本性质

-1.1 基础知识、常量与单位

--1.1.1 基础知识、常量与单位

-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语

--1.2.1 原子核的构成

--1.2.2 原子核的表示方法

--1.2.3 一些原子核相关的术语

-1.3 原子核的大小与稳定性规律

--1.3.1 原子核的大小

--1.3.2 核力的基本特性

--1.3.3 β稳定曲线及原子核的稳定性规律

--1.3.4 核势垒

-1.4 原子核的结合能

--1.4.1 质量亏损与质量过剩

--1.4.2 原子核的结合能与比结合能

--1.4.3 液滴模型

-1.5 原子核的自旋

--1.5.1 原子核的自旋

-1.6 原子核的磁矩与电矩

--1.6.1 原子核的磁矩

--1.6.2 原子核的电矩

-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态

--1.7.1 原子核的统计性质

--1.7.2 原子核的宇称

--1.7.3 原子核的能态

-课后作业--作业

第二章原子核的放射性

-2.1 放射性衰变的基本规律

--2.1.1放射性的发现

--2.1.2原子核的放射性

--2.1.3衰变纲图

--2.1.4放射性衰变的基本规律

--2.1.5描述放射性的特征量

--2.1.6 放射性活度、比活度、射线强度

-2.2 递次衰变规律

--2.2.1 递次衰变规律

--2.2.2 放射性平衡与逐代衰变

-2.3 放射系

--2.3.1 放射系

-2.4 放射规律的一些应用

--2.4.1 放射源活度修正和源性质分析

--2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

--2.4.3 碳-14断代年代法

--2.4.4 地质放射性鉴年法

--2.4.5 短寿命核素发生器

-课后作业--作业

第三章原子核的衰变

-3.1 原子核的衰变方式

--3.1.1 原子核的衰变方式

-3.2 α衰变

--3.2.1 α衰变的形式

--3.2.2 α衰变的特点

--3.2.3 α衰变的衰变能

--3.2.4 α衰变与核能级图

--3.2.5 α衰变的衰变常数

-3.3 β衰变

--3.3.1 什么是β衰变？

--3.3.2 中微子假说

--3.3.3 中微子的性质

--3.3.4 β-衰变

--3.3.5 β+衰变

--3.3.6 轨道电子俘获

--3.3.7 β衰变三种类型小结

--3.3.8 β衰变的费米理论与选择定则

--3.3.9 β能谱形状与库里厄图

--3.3.10 衰变常数与比较半衰期

-3.4 γ跃迁

--3.4.1 什么是γ跃迁？

--3.4.2 γ跃迁的多极性与主要特点

--3.4.3 γ跃迁几率与选择定则

--3.4.4 同质异能跃迁

--3.4.5 内转换

-课后作业--作业

第四章原子核反应

-4.1 核反应的概况

--4.1.1 原子核反应相关概念

--4.1.2 核反应中的第一

--4.1.3 核反应的分类

--4.1.4 核反应中的守恒定律

-4.2 核反应能和Q方程

--4.2.1 核反应能

--4.2.2 Q方程

--4.2.3 Q方程的应用

--4.2.4 实验室坐标系和质心坐标系

--4.2.5 核反应阈能

--4.2.6 L系和C系中出射角的关系

-4.3 核反应截面和产额

--4.3.1 核反应截面

--4.3.2 微分截面和角分布

--4.3.3 L系和C系中反应截面的关系

--4.3.4 反应产额

-4.4 反应机制及核反应模型

--4.4.1 核反应的三阶段描述和各截面的关系

--4.4.2 核反应的光学模型

--4.4.3 复合核模型

--4.4.4 共振和共振公式

--4.4.5 (n,γ)反应的1/v规律

-课后作业--作业

第六章射线与物质相互作用

-6.1 辐射与物质相互作用概述

--6.1.1 射线(辐射)及射线的分类

--6.1.2 带电粒子与物质原子的碰撞过程

--6.1.3 能量损失率、比能损失或阻止本领

-6.2 重带电粒子与物质的相互作用

--6.2.1 重带电粒子与物质相互作用的特点

--6.2.2 电离能量损失规律：Bethe公式

--6.2.3 对Bethe公式的讨论

--6.2.4 Bragg曲线与能量歧离

--6.2.5 能量损失的Bragg加法法则

--6.2.6 重带电粒子的射程及射程歧离

--6.2.7 阻止时间

-6.3 快电子与物质的相互作用

--6.3.1 快电子与物质相互作用的特点

--6.3.2 辐射能量损失规律

--6.3.3 快电子的能量损失率

--6.3.4 快电子的吸收与射程

--6.3.5 快电子的散射与反散射

--6.3.6 正电子湮没

--6.3.7 带电粒子与物质相互作用小结

-6.4 γ射线与物质的相互作用

--6.4.1 能谱的概念

--6.4.2 γ射线与物质相互作用的特点

--6.4.3 光电效应(物理、能量、截面)

--6.4.4 康普顿效应

--6.4.5 电子对效应

--6.4.6 三种效应的比较

--6.4.7 其他作用过程

--6.4.8 γ射线的衰减规律

--6.4.9 关于中子与物质相互作用的说明

-课后作业--作业

第七章辐射测量的数理统计基础

-7.1 统计学的基础知识

--7.1.1 伯努利实验

--7.1.2 二项分布

--7.1.3 泊松分布

--7.1.4 高斯分布

--7.1.5 串级变量

-7.2 放射性测量的统计误差

--7.2.1 核衰变数的涨落

--7.2.2 放射性测量的统计误差

-7.3 电离过程的涨落与法诺分布

--7.3.1 电离过程的涨落与法诺分布

-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

--7.4.1 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

-7.5 时间间隔的统计分布

--7.5.1 相邻信号脉冲(或粒子)的时间间隔

--7.5.2 相邻“进位脉冲”的时间间隔

-课后作业--作业

第八章气体电离探测器

-8.1 气体中离子与电子的运动规律

--8.1.1 气体中离子与电子的运动规律

-8.2 电离室

--8.2.1 电离室的工作机制

--8.2.2 脉冲电离室及其输出信号

--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分：能量分辨率

--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分：饱和特性、坪特性等

--8.2.5 累计电离室

-8.3 正比计数器

--8.3.1 正比计数器的工作原理

--8.3.2 正比计数器的输出信号

--8.3.3 正比计数器的主要性能指标

-8.4 G-M计数管

--8.4.1 GM计数管的工作机制

--8.4.2 有机自熄GM计数管

--8.4.3 卤素自熄GM计数管

--8.4.4 自熄GM计数管的输出信号和主要性能指标

-8.5 气体探测器小结

--8.5.1 气体探测器小结

-课后作业--作业

第九章闪烁探测器

-9.1 闪烁体

--9.1.1 闪烁体及其分类

--9.1.2 闪烁体的主要物理特性

--9.1.3 闪烁光的收集

-9.2 光电倍增管

--9.2.1 光电倍增管及其主要性能

-9.3 闪烁探测器

--9.3.1 闪烁探测器输出信号的物理过程及输出回路

--9.3.2 闪烁探测器的输出信号

--9.3.3 闪烁探测器输出信号的涨落

-9.4 单晶闪烁谱仪

--9.4.1 单晶闪烁谱仪的构成和主要性能指标

-课后作业--作业

第十章半导体探测器

-10.1 半导体与半导体探测器

--10.1.1 半导体探测器及其基本特点

--10.1.2 半导体的基本性质

-10.2 PN结半导体探测器

--10.2.1 PN结半导体探测器的工作原理

--10.2.2 PN结半导体探测器的输出信号

--10.2.3 PN结半导体探测器的主要性能

-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器

--10.3.1 锂漂移半导体探测器

--10.3.2 高纯锗半导体探测器

--10.3.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器的性能与应用

-10.4 其他半导体探测器

--10.4.1 其他半导体探测器

-课后作业--作业

第十二章核辐射测量方法

-12.1 活度测量方法

--12.1.1 辐射测量关心的问题

--12.1.2 活度测量的相对法与绝对法

--12.1.3 影响活度测量的因素

--12.1.4 α放射性样品活度的测量

--12.1.5 β放射性样品活度的测量

-12.2 符合测量法

--12.2.1 什么是符合？

--12.2.2 真符合

--12.2.3 反符合

--12.2.4 延迟符合

--12.2.5 符合曲线

--12.2.6 偶然符合

--12.2.7 真偶符合比

-12.3 γ能谱解析

--12.3.1 γ能谱解析

-课后作业--作业

第十三章中子及中子探测

-13.1 中子的基本特性与分类

--13.1.1 中子的基本特性与分类

-13.2 中子源

--13.2.1 中子源

-13.3 中子与物质的相互作用

--13.3.1 中子与物质的相互作用

-13.4 中子探测的特点与探测方法分类

--13.4.1 中子探测的特点与探测方法分类

-13.5 常用的中子探测器

--13.5.1 常用的中子探测器

-课后作业--作业

6.3.4 快电子的吸收与射程笔记与讨论

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