核物理实验方法
课程编码：180208082703P3005H
英文名称：Experimental Methods for Nuclear and Particle Physics
课时：50
学分：2.50
课程属性：专业课
主讲教师：李智焕
教学目的要求
本课程主要讲述核物理与粒子物理实验的基本原理和实验方法，内容包括粒子与物质的相互作用机制，放射性测量的统计学，气体、闪烁体、半导体等探测器，以及核电子学和获取系统的相关知识。课程还将结合最新物理实验文献，介绍实验设计、探测器模拟以及数据分析等相关内容，为学生从事核探测器以及实验核物理相关研究工作打下基础。
预修课程
《原子核物理》
大纲内容
第一章 射线与物质的相互作用 8.0学时 李智焕
第1节 重带电粒子与物质的相互作用
第2节 电子与物质的相互作用
第3节 Gamma与物质的相互作用
第4节 中子与物质的相互作用
第二章 放射性测量中的统计学 6.0学时 李智焕
第1节 二项式分布、泊松分布和高斯分布
第2节 中心极值定理
第3节 误差传递公式
第4节 最大似然法和最小二乘法
第5节 事件的时间间隔分布
第三章 探测器信号的一般特征 2.0学时 李智焕
第1节 核探测器等效电路以及脉冲信号的主要特征
第2节 探测效率、探测器死时间
第四章 气体探测器 6.0学时 李智焕
第1节 气体电离和传输过程
第2节 雪崩放大机制与气体探测器工作区
第3节 电离室、正比室
第4节 MWPC、PPAC、漂移室、TPC
第5节 新型气体探测器
第五章 闪烁探测器 6.0学时 李智焕
第1节 闪烁体探测器的一般特性
第2节 无机闪烁体和有机闪烁体
第3节 脉冲形状甄别
第4节 光电倍增管
第5节 切伦科夫辐射
第六章 半导体探测器 6.0学时 李智焕
第1节 PN结与耗尽层
第2节 硅探测器和高纯锗探测器
第3节 位置灵敏探测器
第4节 半导体光敏元件
第七章 核电子学 8.0学时 李智焕
第1节 同轴电缆中的脉冲信号传输
第2节 前置放大器、主放大器、ADC
第3节 时间甄别方法、TDC
第4节 符合方法
第八章 数据获取系统 3.0学时 李智焕
第1节 获取系统的基本组成
第2节 CAMAC系统和VME系统
第3节 核物理实验的电子学与获取系统应用
第九章 探测器信号的数字化处理 3.0学时 李智焕
第1节 数字信号处理
第2节 Nyquist 采样定理
第3节 FPGA和数字滤波器
第4节 数字化电子学
参考书
1、
Techniques for nuclear and particle physics experiments
W. R. Leo
1994
Springer-Verlag
2、
Radiation detection and measurement
Glenn F. Knoll
2000
John Wiley & Sons, Inc
3、
Particle Detectors: Fundamentals and Applications
H. Kolanoski and N. Wermes
2020
Oxford University Press
4、
原子核物理实验方法
复旦大学等
1997
原子能出版社
课程教师信息
李智焕，北京大学副教授