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序言 1

第1章 射线与物质的相互作用 4

§1 重带电粒子与物质的相互作用 4

Ⅰ．相互作用的特点 5

Ⅱ．阻止本领与Bethe公式 5

Ⅲ．Bragg曲线与能量歧离 10

Ⅳ．粒子的射程 10

Ⅴ．在薄吸收体中的能量损失 13

Ⅵ．定比定律 15

Ⅶ．裂变碎片的特性 15

§2 快电子与物质的相互作用 16

Ⅰ．能量损失率(比能损失) 16

Ⅱ．电子的射程和透射曲线(吸收曲线) 17

Ⅲ．正电子与物质的相互作用 19

§3 γ(或X)射线与物质的相互作用 20

Ⅰ．相互作用的特点 20

Ⅱ．相互作用机制 21

Ⅲ．γ(或X)射线束的吸收 31

§4 中子与物质的相互作用 33

Ⅰ．中子与物质相互作用的一般特性 33

Ⅱ．中子的散射 33

Ⅲ．中子的俘获 37

习题 41

参考文献 42

Ⅰ．随机事件、概率和随机变量 43

§1 概率论基础知识 43

第2章 辐射探测中的统计概率问题 43

Ⅱ．随机变量的分布函数与数字表征 45

Ⅲ．几种典型的概率分布 47

Ⅳ．随机变量的运算与组合 51

§2 核衰变数与探测器计数的涨落分布 53

Ⅰ．核衰变数的涨落 53

Ⅱ．探测器计数的涨落 54

Ⅲ．辐射探测数据的统计误差 56

§3 电离过程的涨落 57

§4 累计信号的涨落 58

Ⅰ．粒子束脉冲的总电离电荷量 59

Ⅱ．稳定粒子束流累计信号的涨落 59

Ⅰ．相邻信号脉冲(或粒子)的时间间隔 62

§5 辐射粒子与信号的时间分布 62

Ⅱ．相邻“进位脉冲”的时间间隔 63

§6 倍增过程的统计涨落 64

习题 64

参考文献 64

第3章 气体电离探测器 65

§1 气体中离子与电子的运动规律 65

Ⅰ．气体的电离与激发 65

Ⅱ．气体中离子、电子的漂移与扩散运动 67

Ⅲ．离子、电子的复合与负离子的形成 71

Ⅳ．决定气体中离子、电子运动的方程组 72

§2 电离室的工作机制与输出信号 73

Ⅰ．电离室的工作机制——输出信号产生的物理过程 74

Ⅱ．电离室的输出回路 76

Ⅲ．电离室输出信号的计算方法 77

§3 脉冲电离室 84

Ⅰ．脉冲电离室的输出信号 84

Ⅱ．脉冲电离室输出信号的测量 89

Ⅲ．脉冲电离室的性能 91

Ⅳ．圆柱形电子脉冲电离室与屏栅电离室 97

§4 累计电离室 102

Ⅰ．累计电离室的输出信号 102

Ⅱ．累计电离室输出信号的涨落 105

Ⅲ．累计电离室的主要性能 106

Ⅳ．累计电离室的应用 109

§5 脉冲束电离室 110

§6 电离室应用实例 111

Ⅰ．硼电离室与裂变室 111

Ⅱ．工业核仪表电离室 113

Ⅲ．阵列电离室 113

§7 正比计数器的放电机制与输出信号 114

Ⅰ．正比计数器的放电机制 115

Ⅱ．正比计数器的输出信号 122

§8 正比计数器的性能与应用 124

Ⅰ．气体放大倍数与工作电压的关系 124

Ⅱ．脉冲幅度分布及其与工作电压的关系 124

Ⅲ．探测效率与坪特性 125

Ⅳ．分辨时间 127

Ⅰ．在能量测量方面的应用——正比谱仪 128

Ⅴ．时滞 128

§9 正比计数器的应用 128

Ⅱ．在强度测量方面的应用 129

Ⅲ．在中子测量方面的应用 129

Ⅳ．在位置测量方面的应用 134

§10 G-M计数管的放电机制与输出信号 137

Ⅰ．非自熄G-M计数管的放电机制 137

Ⅱ．有机自熄G-M计数管的放电机制 140

Ⅲ．卤素管的工作原理 143

Ⅳ．强流管的工作原理 145

Ⅴ．自熄G-M管的输出信号 145

Ⅰ．自熄G-M计数管的性能 147

§11 自熄G-M计数管的性能与应用 147

Ⅱ．自熄G-M管的典型结构与应用 154

§12 自熄流光管(SQS计数管) 157

Ⅰ．SQS放电机制 158

Ⅱ．SQS计数管(室)的性能与应用 159

习题 160

参考文献 162

第4章 闪烁探测器 164

§1 闪烁探测器的基本原理 164

§2 闪烁体 165

Ⅰ．闪烁体的发光机制 165

Ⅱ．闪烁体的物理特性 169

Ⅲ．几种常用闪烁体的特性 172

§3 光的收集与光导 176

Ⅰ．闪烁体的包装 177

Ⅱ．光学耦合剂 177

Ⅲ．光导 178

§4 光电倍增管 179

Ⅰ．光电倍增管的构造和工作原理 179

Ⅱ．光电倍增管的“分压器” 183

Ⅲ．光电倍增管的主要性能 185

§5 闪烁探测器的输出信号 190

Ⅰ．闪烁探测器输出电信号的物理过程 190

Ⅱ．输出脉冲信号的电荷量 192

Ⅲ．闪烁探测器的电流脉冲信号 193

Ⅳ．电压脉冲信号 195

Ⅴ．闪烁探测器输出信号的涨落 196

§6 闪烁探测器的主要性能 197

Ⅰ．脉冲幅度分布与能量分辨率 198

Ⅱ．探测效率与“坪特性” 199

Ⅲ．分辨时间 199

Ⅳ．时滞与时间分辨本领 199

Ⅴ．闪烁探测器的稳定性 200

§7 单晶γ闪烁谱仪 200

Ⅰ．γ闪烁谱仪的组成与工作原理 201

Ⅱ．单能γ射线的输出脉冲幅度谱 201

Ⅲ．Nal(Tl)单晶闪烁谱仪的性能 204

§8 全吸收反符合谱仪、康普顿谱仪及电子对谱仪 207

Ⅰ．全吸收反符合谱仪 207

Ⅱ．康普顿谱仪(双晶谱仪) 209

Ⅲ．电子对谱仪(三晶谱仪) 210

§9 闪烁探测器在中子测量中的应用 211

Ⅰ．含硼、锂的无机闪烁晶体 211

Ⅱ．含氢闪烁体——有机闪烁体 213

习题 215

参考文献 216

第5章 半导体探测器 217

§1 半导体的基本性质 217

Ⅰ．半导体的晶格结构 218

Ⅱ．能带理论介绍 219

Ⅲ．本征半导体与杂质半导体 221

Ⅳ．载流子的特性与运动规律 222

Ⅰ．带电粒子与晶体的相互作用 225

§2 均匀型半导体探测器 225

Ⅱ．均匀型半导体探测器的工作原理及性能 226

§3 势垒区的形成及其性质 228

Ⅰ．严衡P-N结 229

Ⅱ．在外加电压下的结 230

Ⅲ．势垒区的性质 231

§4 P-N结半导体探测器的工作原理 235

Ⅰ．P-N结探测器的基本原理 235

Ⅱ．扩散结型探测器 236

Ⅲ．面垒型探测器 236

Ⅳ．两种P-N结探测器的比较 237

§5 P-N结探测器的输出信号及主要性能 237

Ⅰ．输出信号 238

Ⅱ．主要性能 241

§6 P-N结探测器的应用 245

Ⅰ．α及其它重带电粒子能量的测量 246

Ⅱ．dE／dx探测器 246

Ⅲ．半导体夹层谱仪 247

Ⅳ．在剂量监测方面的应用实例 249

§7 P-I-N结探测器的工作原理与封装 250

Ⅰ．P-I-N结 250

Ⅱ．锂漂移技术 251

Ⅲ．探测器的封装 254

Ⅰ．锂漂移探测器的输出信号 255

§8 锂漂移探测器的输出信号与主要性能 255

Ⅱ．锂漂移探测器的主要性能 256

§9 锂漂移探测器的应用 261

Ⅰ．锂漂移探测器的使用技术 261

Ⅱ．锂漂移探测器与其它γ射线谱仪的比较 262

Ⅱ．半导体γ谱仪在核物理实验中的应用 264

Ⅲ．半导体γ谱仪在核工程技术中的应用 265

§10 高纯锗探测器 266

Ⅰ．高纯锗探测器的原理与结构 266

Ⅱ．高纯锗探测器的输出信号与性能 267

Ⅲ．高纯锗探测器的应用 269

§11 其它半导体探测器 269

Ⅰ．化合物半导体探测器 269

Ⅲ．位置灵敏半导体探测器 270

Ⅱ．“雪崩”半导体探测器 270

习题 272

参考文献 273

第6章 电离辐射的其它探测器件与装置 274

§1 切伦科夫探测器 274

§2 液体电离室和液体正比计数器 277

§3 热释光探测器 278

§4 “自给能”探测器 281

§5 测量中子的激活片探测器 282

Ⅰ．激活片中放射性核素的生长和衰变 283

Ⅱ．激活材料的选择 284

Ⅳ．镉差法 285

Ⅲ．激活片的制备 285

§6 照相乳胶 287

Ⅰ．射线照相胶片 287

Ⅱ．核乳胶 288

§7 固体径迹探测器 289

§8 云室与气泡室 291

Ⅰ．威尔逊云室 291

Ⅱ．扩散云室 293

Ⅲ．气泡室 293

§9 磁谱仪 294

Ⅰ．磁谱仪的工作原理 295

Ⅱ．β磁谱仪 296

Ⅱ．重离子磁谱仪 297

参考文献 299