第一章 束流的获得和传输 2
第一节 由加速器产生初级粒子束 2
一、低能加速器 2
（一）倍压加速器 2
（二）静电加速器 2
（三）直线加速器 3
（四）回旋加速器 4
二、同步回旋加速器与同步加速器 5
第二节 束流传输系统的基本单元 8
一、偏转磁铁 8
二、四极磁铁 8
三、静电分离器 10
四、射频分离器 11
第三节 由高能加速器产生次级粒子束 12
一、概述 12
二、分离的带电粒子束 13
三、中微子束 14
第四节 对撞束 16
一、为什么需要对撞束 16
二、对撞束的获得 18
第五节 同步辐射光源 21
一、概述 21
二、同步辐射光源的特性 22
（一）辐射功率 22
（三）频谱 23
（二）角分布 23
（四）高度偏振 24
（五）脉冲的时间特性 24
第六节 重离子束 24
一、重离子束的特点 25
（一）被加速粒子的种类 25
（二）束流的能量 26
（三）离子的电荷态、能散度和流强 27
（四）束流的发射度 27
（五）束流的时间结构 28
二、重离子加速器的类型 28
习题 29
参考文献 30
第二章 符合测量 31
第一节 符合测量的基本原理 31
一、符合与反符合 31
二、延迟符合 32
三、快慢符合 32
第二节 偶然符合和真符合 33
一、偶然符合计数 34
二、真符合计数 35
三、真偶符合比 36
第三节 符合测量系统的主要参量 37
一、分辨时间 37
（二）用延迟符合方法测量分辨时间 39
二、符合系统分辨时间的测量方法 39
（一）利用偶然符合计数测量分辨时间 39
（三）分辨时间的快速测量方法 40
三、符合测量系统的其它参量 40
（一）符合效率 40
（二）选择系数 41
（三）最小脉冲重叠时间 41
（四）死时间 41
（五）灵敏度 41
第四节 符合测量中的定时方法 42
一、脉冲前沿定时法 42
二、过零定时法 43
三、恒比定时法 43
四、幅度－上升时间补偿定时法 44
五、外推脉冲前沿定时法 45
第五节 符合测量装置 46
一、符合能谱仪 46
二、反符合能谱仪 47
三、多道时间谱仪 48
习题 49
参考文献 50
第三章 β源活度的绝对测量 51
第一节 放射性活度的相对测量和绝对测量 51
一、概述 51
二、放射性活度的相对测量和绝对测量 51
一、小立体角法 52
第二节 小立体角法和4π计数法 52
二、4π计数法 54
第三节 用符合法测源的活度 56
一、β-γ与4πβ-γ符合法 56
二、符合法测源活度时的修正因子 56
（一）放射源的大小和计数系统的稳定性 56
（二）β-γ角关联 57
（三）β探测器的γ灵敏性 57
（四）γ探测器的β灵敏性 58
（五）偶然符合和死时间的修正 58
（六）复杂衰变图情况 60
（七）电磁跃迁的内转换 60
一、液体闪烁计数法 62
第四节 纯β源与低能β源活度的测量 62
二、猝灭及其修正方法 64
（一）内标准法 64
（二）道比法 65
（三）外标准法及外标准道比法 65
三、双管符合技术 66
四、用效率示踪技术测量β源的活度 66
五、用内充气正比管测低能β源的活度 67
习题 67
参考文献 67
一、电离室 68
第一节 电离室和半导体带电粒子谱仪 68
第四章 带电粒子的能量－动量测量 68
二、半导体带电重粒子谱仪 69
三、半导体电子谱仪 72
四、中能半导体带电粒子谱仪 73
第二节 磁谱仪 75
一、β磁谱仪的主要参量 76
二、β磁透镜谱仪 76
三、橘子形谱仪 78
四、双聚焦β谱仪 79
五、β磁谱仪的“在束”使用 81
六、重离子磁谱仪概述 82
七、重离子磁谱仪的例子 85
第三节 高能粒子量能器 88
一、概述 88
二、电磁簇射探测器 88
三、强子量能器 92
（一）强子级联 92
（二）强子量能器的结构 93
（三）量能器的刻度 94
（四）影响强子量能器能量分辨率的因素 95
四、描迹仪型量能器 98
一、概述 100
二、谱仪的磁体 100
第四节 高能谱仪 100
三、双臂谱仪 103
四、对撞机上的谱仪的例子 105
习题 108
参考文献 108
第五章 γ射线的能量和强度测量 109
第一节 用NaI(Tl)γ谱仪测量γ射线的能量和强度 109
一、γ射线在闪烁体中的吸收过程 109
（一）光电效应 109
（二）康普顿散射 110
（三）正负电子对的产生 110
二、影响γ谱形的干扰效应 110
（三）正电子效应 111
（四）加和效应 111
（一）本底辐射、屏蔽和探测环境 111
（二）轫致辐射效应 111
三、探测环境和测量条件 112
四、γ闪烁谱仪的刻度 113
（一）能量刻度 113
（二）效率刻度 114
（三）全能峰面积的测定 115
五、复杂γ谱的分析 118
（一）剥谱法 119
（二）逆矩阵法 120
（三）最小二乘法 122
一、正比计数管 124
第二节 低能γ和X射线的测量 124
二、闪烁计数器 125
三、半导体探测器 126
第三节 半导体γ谱仪 128
一、概述 128
二、Geγ谱仪的刻度 130
（一）能量刻度 130
（二）效率刻度 131
三、Ge探测器γ谱的分析 134
（一）谱的平滑 134
（二）寻峰 135
（三）求全能峰面积 136
一、全吸收谱仪和反康普顿谱仪 137
（四）核素识别 137
第四节 高鉴别能力的γ谱仪 137
二、康普顿谱仪 139
三、电子对谱仪 141
四、符合能谱测量 144
习题 146
参考文献 147
第六章 中子能量和通量的测量 148
第一节 中子能量的测量方法 148
一、反冲核法 148
（一）测量反冲质子积分谱 149
（二）测量反冲质子微分谱 150
二、核反应法 151
（一）3He电离谱仪 152
（二）6Li谱仪 153
三、中子衍射谱仪 154
四、飞行时间谱仪 155
（一）用两个计数器的谱仪 156
（二）采用伴随粒子法的谱仪 157
（三）脉冲中子源方法 158
（四）脉冲中子源 158
（五）中子探测器 161
（六）飞行时间谱仪的主要特性 162
第二节 中子通量和中子源强度的测量方法 163
一、伴随粒子法 164
（一）概述 165
二、反冲质子法 165
（二）计数器望远镜 166
（三）有机闪烁计数器 167
三、活化法 169
四、锰浴法 172
五、长计数器 174
习题 175
参考文献 176
第七章 质量和电荷测量 177
第一节 质量测量 177
一、质谱法 177
（一）测量原理 177
（二）测量方法 179
二、从核反应和核衰变能量测定原子质量 180
（一）测量原理 180
（二）数据输入方式 180
（三）方程的解 183
（四）测量精度 183
三、径迹法 184
（一）电离－射程法 184
（二）动量－射程法、动量－电离法和动量－多次散射法 185
（三）乳胶叠测高能粒子质量 186
四、奇异原子光谱法和核磁矩法 187
（一）奇异原子光谱法 187
（二）核磁矩法 188
五、能谱形状法 189
六、不变质量谱和丢失质量谱法 189
（一）不变质量谱法 189
（二）达力兹（Dalitz）图法 193
（三）丢失质量谱法 194
第二节 电荷测量 196
一、整数电荷的测量方法 196
（一）卢瑟福散射法 196
（二）特征X射线谱法 197
（三）电离径迹法 199
二、分数电荷的测量方法 200
（二）改进的密立根法 201
（一）光谱法 201
（三）磁漂浮法 202
（四）其他方法 205
习题 206
参考文献 206
第八章 粒子鉴别 208
第一节 △E-E望远镜法 208
一、鉴别器运算公式 208
二、△E-E望远镜系统 211
三、望远镜系统中所使用的探测器 212
四、鉴别器的分辨本领 214
一、鉴别原理 217
第二节 飞行时间鉴别法 217
二、鉴别器系统 218
三、飞行时间法中所使用的探测器 220
四、飞行时间法的鉴别能力 220
第三节 包含磁刚度Bρ的粒子鉴别法 223
一、鉴别原理 224
二、鉴别系统和鉴别能力 225
三、鉴别系统所用的探测器 226
第四节 布拉格（Bragg）谱学法 227
一、鉴别原理 227
二、鉴别测量和鉴别能力 228
第五节 脉冲形状甄别法 229
一、鉴别原理 230
（一）比较法 231
二、鉴别方法 231
（二）空间电荷饱和法 233
（三）上升时间法 233
（四）双微分过零甄别法 234
第六节 切伦科夫效应鉴别法 236
一、鉴别原理 236
二、鉴别探测器 237
第七节 电离损失相对论上升法 241
一、鉴别原理 241
二、探测器系统 244
第八节 穿越辐射效应法 245
一、鉴别原理 245
二、鉴别测量 247
第九节 簇射量能法和射程法 250
一、电磁簇射和强子级联法 250
（一）鉴别原理 250
（二）鉴别中所用的探测器 252
二、射程法 253
第十节 粒子鉴别综述和典型测量 255
一、粒子鉴别综述 255
二、几个典型的探测系统 256
（一）对撞机上的探测系统 256
（二）固定靶探测系统 259
习题 261
参考文献 262
一、直接测量衰变法 264
第九章 寿命测量方法 264
第一节 长寿命测量 264
二、比活度测量法 265
三、测量子核含量法 266
第二节 短寿命测量 267
一、延迟符合测量法 268
（一）基本原理 268
（二）延迟时间分布曲线的分析方法 268
二、多普勒线移法 271
（一）反冲距离法 271
（二）多普勒线移衰减法 276
（一）基本原理 280
三、阻塞效应法 280
（二）实验安排 281
四、间接测量法 282
（一）核共振荧光 282
（二）库仑激发 286
（三）非弹性电子散射 287
（四）俘获反应 288
五、其它测量方法 289
（一）测量裂变同质异能态的直接定时法和反冲距离法 289
（二）原子壳层空穴寿命比较法 290
（三）电荷阻塞法 291
（四）转换电子反冲距离法 292
一、概述 293
（五）微波法 293
第三节 粒子寿命的测量 293
二、电子学计数法 294
（一）π+介子寿命的测量 294
（二）K+介子寿命的测量 295
（三）π-介子寿命的测量 296
三、测距法 297
（一）Λ°超子寿命的测量 298
（二）π°介子寿命的测量 298
四、质子寿命的测量 299
（一）探测原子核衰变法 300
（二）直接探测核子衰变法 301
参考文献 304
习题 304
第十章 相互作用截面测量 306
第一节 微分截面和总截面 306
第二节 透射法测量总截面 307
一、基本原理 307
二、实验的一般安排 309
三、中子总截面的测量 309
四、带电粒子作用总截面的测量 313
第三节 微分截面的测量 315
一、测量原理和方法 315
二、粒子束通量的测量 317
（一）法拉弟圆筒 318
（二）束流监测器 319
三、靶厚的测量 320
（一）电离损失法 320
（二）α粒子背散射法 320
（三）称重法 321
（四）光学法 321
（五）核反应法 321
四、靶粒子密度的计算 322
五、立体角的确定 322
六、出射粒子强度的测量 323
七、入射粒子束能量的测量 323
八、微分截面的计算 324
第四节 对撞机上截面的测量 325
一、测量原理 325
二、对撞机上探测器的基本要求 327
三、正负电子对撞机上的截面测量 328
（一）正负电子对撞机的亮度测量 328
（二）电子－正电子作用总截面的测量 330
四、质子－质子（反质子）对撞机上的截面测量 331
（一）亮度测量 331
（二）质子－质子（反质子）作用总截面测量 333
第五节 气泡室上的截面测量 337
一、测量原理和方法 337
二、中微子作用截面的测量 338
参考文献 340
习题 340
第十一章 自旋、磁矩和极化测量 341
第一节 引言 341
第二节 基态原子核自旋和磁矩的测量 341
一、光谱法 341
（一）原子束实验 342
（二）核磁共振 347
第三节 激发态原子核自旋和磁矩的测量 349
一、角关联实验 350
（一）实验原理 350
（二）实验方法 351
二、扰动角关联 354
三、穆斯堡尔谱 357
第四节 粒子自旋的测量 361
一、形成实验 361
二、阿达尔分析法 364
三、达力兹图分析法 364
四、细致平衡原理法 366
第五节 粒子磁矩的测量 367
一、轻子g因子的测量 367
（一）基本原理 367
（二）电子的g-2实验 368
（三）μ子储存环实验 369
一、引言 371
第六节 极化测量 371
二、电子极化的测量 372
（一）莫脱散射 372
（二）米勒Mφller散射法 375
（三）轫致辐射 376
三、光子极化的测量 377
（一）光子圆极化的测量 377
（二）光子线极化的测量 379
习题 382
参考文献 382
附录一 物理常数表 384
附录三 常用材料的原子和原子核性质 385
附录二 单位换算表 385
附录四 常用X射线能量和强度标准 387
附录五 常用γ射线能量和强度标准 388
附录六 常用各种类型放射源表 389
表1 常用放射源表 389
表2 各种用途的γ放射原 390
表3 常用β放射源 390
表4 常用β+放射源 390
表5 产生1—18MeVγ射线的一些核反应 391
表6 常用穆斯堡尔源 391
表7 其它穆斯堡尔源 391
表8 常用轫致辐射源 392
表9 常用的（a,n）中子源及其特性 392
表10 常用的光中子源及其特性 392