多选题
276、不同射线的常用屏蔽材料选择正确的有()。
A
α粒子可以被纸张挡住
B
β粒子可以选择来铝板屏蔽
C
γ要用高原子序数的物质,如铅板屏蔽
D
中子要先用含H材料慢化再进行吸收
E
β粒子常常采用低Z材料+高Z材料组合的形式屏蔽
答案解析
正确答案:ABCDE
解析:
这道题考查的是不同种类射线($\alpha$、$\beta$、$\gamma$、中子)与物质相互作用的特性及其对应的屏蔽防护原则。以下是对各个选项的详细解析:
**1. $\alpha$ 粒子的屏蔽(选项 A)**
* **特性**:$\alpha$ 粒子是氦原子核,质量大、电荷多,电离能力强,但穿透能力极弱。
* **屏蔽材料**:在空气中只能飞行几厘米,一张普通的纸或人的皮肤角质层即可完全阻挡。
* **结论**:选项 A 正确。
**2. $\beta$ 粒子的屏蔽(选项 B、E)**
* **特性**:$\beta$ 粒子是高速电子流,质量小,穿透能力比 $\alpha$ 粒子强,但比 $\gamma$ 射线弱。
* **屏蔽原则**:
* **低 Z 材料优先**:当高能 $\beta$ 粒子穿过高原子序数(高 Z)材料时,会产生显著的**轫致辐射**(Bremsstrahlung),即产生次级 X 射线或 $\gamma$ 射线,这会增加防护难度。因此,第一层屏蔽通常选用低原子序数(低 Z)的材料,如塑料、有机玻璃或铝板,以减少轫致辐射的产生。
* **组合屏蔽**:为了吸收可能产生的少量轫致辐射,通常在低 Z 材料外侧再加一层高 Z 材料(如铅)。
* **结论**:
* 选项 B 提到选择铝板屏蔽,铝属于中等偏低原子序数金属,常用于屏蔽 $\beta$ 射线,说法正确。
* 选项 E 提到采用“低 Z 材料 + 高 Z 材料”组合,这是标准的 $\beta$ 射线屏蔽策略,说法正确。
**3. $\gamma$ 射线的屏蔽(选项 C)**
* **特性**:$\gamma$ 射线是高频电磁波,不带电,穿透能力极强。
* **屏蔽原理**:主要通过光电效应、康普顿散射和电子对效应来衰减。这些效应的概率随材料原子序数(Z)和密度的增加而增大。
* **屏蔽材料**:因此,应选择高密度、高原子序数的材料,如铅(Pb)、混凝土或钢铁。铅板是最常见的便携式 $\gamma$ 射线屏蔽材料。
* **结论**:选项 C 正确。
**4. 中子的屏蔽(选项 D)**
* **特性**:中子不带电,不能直接通过电离作用损失能量,主要通过与原子核发生弹性或非弹性散射来慢化,最后被吸收。
* **屏蔽步骤**:
1. **慢化**:快中子需要通过与质量相近的原子核碰撞来快速损失能量。氢核(质子)质量与中子最接近,能量传递效率最高。因此,首选含氢丰富的材料(如水、石蜡、聚乙烯)作为慢化剂。
2. **吸收**:慢化后的热中子容易被某些核素(如硼、镉)捕获吸收,同时为了避免吸收过程中释放高能 $\gamma$ 射线,常使用硼等材料(硼俘获中子后主要释放低能 $\alpha$ 粒子)。
* **结论**:选项 D 描述“先用含 H 材料慢化再进行吸收”符合中子屏蔽的基本物理过程,说法正确。
**综上所述,所有选项均符合辐射防护的物理原理。**
**正确答案:ABCDE**
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