三维方孔硅探测器的热中子探测影响研究

采用基于Monte-Carlo方法的Geant4程序对填充~6LiF中子转换材料的三维方孔硅探测器的热中子探测进行了模拟,研究了探测器结构与探测效率、能量沉积谱的关系。探究了方孔截面尺寸、孔间距、孔深度、系统最小可探测限(LLD)等参数对热中子探测效率的影响。研究结果表明,探测效率随截面尺寸或孔间距的增大先增加后减小,随孔深度的增加而增大,直到一个极限值。经优化结构参数,在LLD为300 keV的情况下,孔间距大于6μm的三维方孔硅探测器的探测效率受LLD的影响较小。理论上,三维方孔硅探测器的最佳尺寸为孔间距6μm、孔截面尺寸30μm、孔深度1 mm,其探测效率可达59.5%。     

低能X射线工业CT探测器光电转换效率的研究

光电转换效率是低能工业CT探测器的重要性能参数。分析了几种常用闪烁晶体的发光效率、几何尺寸、发光波长等参数对光电转换效率的影响,并通过实验测试比较了不同厚度(闪烁体沿X射线方向的尺寸)的CsI(TI)和CdWO4闪烁体探测器的光电转换效率。证明在低能工业CT中,CsI(TI)比CdWO4更适合用作X射线探测器闪烁体材料,且闪烁体的厚度对光电转换效率的影响很大。这对优化工业CT系统探测器闪烁体的选型与尺寸设计具有一定的参考价值。     

固体核径迹氡探测器刻度系数及其受大气压强影响的蒙特卡罗模拟计算

利用氡及其子体在测量容器中的位置分布和衰变时α粒子出射方向的随机性，编制了固体核径迹氡探测器刻度系数的蒙特卡罗模拟计算程序。对不同尺寸的圆柱形容器和不同类型探测片(CR-39、LR-115)氡探测器的刻度系数进行了计算，模拟计算结果与已有的实验数据符合较好。计算了大气压强(假定温度不变)对刻度系数的影响。当大气压强下降至标准压强的0．65时，LR-115型探测器的刻度系数增大约31％，CR-39型探测器的刻度系数增大约17％。     

基于MCNP的HPGe探测器无源效率刻度

本文建立了HPGe探测器的MCNP模型,模拟了152Eu标准源主要γ射线全能峰的峰效率,与HPGe探测器的效率刻度实验进行对比分析,依次调整探测器的锗晶体半径、死层厚度和空气间隙,对HPGe探测器的模型参数进行优化。实验结果的对比分析表明,将探测器的晶体半径减少2 mm,探测器死层厚度增加0.1 mm,探测器内部的空气间隙增加4 mm后,模拟结果与实验结果相符,且误差不超过5%。     

气溶胶滤材样品γ探测效率与测量源尺寸的关系

用22.5cm×45cm的聚丙烯滤材制备了一套含6种单能γ发射体(能量60～1116keV)的直径为30～110mm的八种圆片形测量源,分析其在6种HPGe探测器上的各能量的相对探测效率。实验显示各能量在各探测器上探测效率最高时的源直径在50～60mm之间。分析实验结果还发现:探测器晶体直径增大,测量源最佳直径也趋于增大;相对于高能射线而言,低能射线趋于选择直径稍小但厚一些的圆片测量源,但此趋势对平面型HPGe探测器不如同轴型HPGe探测器显著。用MCNP4B程序模拟计算上述不同尺寸的源在GEM60195-P探测器上分析时各相应能量的探测效率,探测效率最高的源尺寸结果和实验吻合。对同一探测器计算得到:本实验能量范围内,对20cm×25cm和45cm×45cm的滤材,测量源最佳直径分别为40～50mm和50～70mm。滤材面积增大,测量源最佳直径也增大。     

俘获探测器转换系数刻度方法研究

本文介绍了一种用于裂变率测量的俘获探测器,研究了俘获探测器转换系数刻度方法。结果表明,特征γ射线刻度方法不受冷却时间的影响,有利于保证转换系数的适用性。在贫化铀装置内两个不同位置用裂变室对两个俘获探测器进行了刻度,两个俘获探测器的转换系数在4%的误差范围内一致。     

三探头组合放射源定位探测系统模拟设计

采用MCNP法设计了一种由3个探测器组合而成的探测系统。并在3个探测器中间设计了不同形状的屏蔽层,研究不同屏蔽层形状下探测系统的探测灵敏度。理论计算和MCNP模拟结果对比表明:在相同距离下,C型探测系统的灵敏度优于A型和B型;A、B、C型三种探测系统的灵敏度都随距离的增大而降低,但C型探测系统始终优于A型和B型;针对文中建模的探测器尺寸,该结构适用于半径为5 m范围以内的放射源定位工作,通过比较模拟结果C型结构更适合作为便携式放射源准确定位仪器的探测器。     

高压~4He气体闪烁体中子探测器的物理设计

高压4He气体闪烁体中子探测器是一种具有快响应、高n-γ甄别比和较高探测效率等特点的新型快中子探测器。本工作采用了蒙特卡罗方法研究了4He气体压强和几何尺寸对高压4He气体闪烁体中子探测器的性能影响规律,并开展了探测器结构的优化设计。研究结果表明,气压增大可线性增加中子本征探测效率;探测器长度增加会降低中子的探测效率;探测器管径增加会使中子探测效率提高。当气压取120 atm,长度和管径分别取200 mm和44 mm时,探测器对近裂变谱中子(平均能量1.05 Me V)的探测效率为4.28%,为后续探测器制备提供理论指导。     

高分辨率密度测井探测器晶体尺寸的选择

为了合理选择探测器晶体尺寸,以提高高分辨率密度测井探测器对地层的反应能力和测量精度,应用Monte Carlo数值模拟技术,对不同半径的长、中间、短源距探测器晶体,分别计算得到了探测器计数随晶体长度的变化规律,探测器对地层灵敏度随晶体长度的变化规律.由计算结果得出,晶体的半径和长度直接影响到探测器的计数和对地层的灵敏度...     

新型熔盐快堆的物理优化设计及99Mo产量分析

为提高新型熔盐快堆的堆芯中子经济与安全性能,并利用²³⁵U的裂变反应进行⁹⁹Mo同位素生产,应用SCALE6.1程序进行了堆芯几何参数优化,基于优化后的堆芯对⁹⁹Mo同位素的生产进行相关分析。结果表明：适当增加燃料元件半径、减小燃料栅元半径可提高有效增殖因子,同时降低冷却剂温度系数;当燃料元件容器壁厚为0.1 cm、燃料元件半径为3.5 cm、栅元半径为5 cm、活性区半径和反射层厚度分别为63 cm和100 cm时,堆芯运行寿期满足32个月,此时总反应性温度系数为-1.615×10^-5K^-1,保证了堆芯的固有安全性;选最外层燃料元件作为⁹⁹Mo生产的燃料靶件可提高⁹⁹Mo的产量,当燃料靶件提取周期为7 d时,⁹⁹Mo出堆年产量达到6.25×10¹⁶Bq,比活度为2.77×10¹⁵Bq·g^-1。     

对某种固体核径迹探测器的改进

通过对传统的固体核径迹探测器进行改进,增加了静电收集系统,从而有效的减少了探测器的测量时间,同时与未加静电收集系统的探测器进行了比对,发现该装置能够在较短的时间内提供较准确的放射性氡浓度,具有一定的应用价值。     

闪烁薄膜探测器n/γ分辨研究

本文研究闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的测量结果偏低于理论值的问题.研究发现,理论计算忽略了探测器入射窗、出射窗及空气等条件,而γ射线与这些物质作用产生的次级电子会在薄膜闪烁体内沉积能量,造成探测器伽玛响应灵敏度增强.根据MCNP程序模拟和真空实验验证,证实对于薄膜闪烁体次级电子的影响不可忽略,并且影响比例随薄膜闪烁体厚度变薄而增大.空气等产生的次级电子的影响是制约闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的主要因素,因此提出高n/γ分辨的闪烁薄膜探测器需设计成真空结构.     

静电收集法测氡仪温、湿度修正曲线快速确定方法

当前,基于静电收集法的连续测氡仪得到了广泛应用。静电场对带正电的氡子体的收集效率与测量室内空气中水蒸气分子电离的OH-离子浓度有关。从分子运动论出发,利用相关文献给出的空气中水蒸气的OH-离子浓度的解析表达式,得到了218Po收集效率的温、湿度曲线的解析表达式。这样就可以利用多次测量提高C、g、λ、σ这四个常数的精度,从而提高收集效率的温、湿度曲线的准确性,并且可以减少实验测量工作量。同时得到了一种带正电218Po与OH-离子复合概率的测量方法。     

一种新的便携式瞬时土壤测氡仪的研制

设计一套基于静电收集法的双道瞬时土壤测氡仪。采用单片机作为数据处理与控制单元，能在测量现场得出氡浓度测量结果。压强测量系统用于氡浓度校正；双道甄别器用于扣除RaA外的其他氡子体造成的干扰；LCD显示器提供友好人机界面；基于MCU的独立编码键盘方便用户对仪器进行操控与各种功能设置。该仪器具有体积小、成本低、探测灵敏度高等特点。     

便携式氡析出率自动测量仪研究

氡析出率的可靠测量是环境氡污染治理中的关键因素。活性炭吸附法和静电收集法是氡析出率测量的常用方法,活性炭吸附法适合于在温湿度相对稳定且氡析出率变化不太大的条件下使用,静电收集法能实现快速测量,但目前静电收集式测氡仪如RAD7需对测量的氡浓度进行数据修正才能得到氡析出率。为实现氡析出率的可靠测量,南华大学基于累积集氡和静电收集法测氡的方式研制了一种便携式氡析出率自动测量仪,该测量仪无需干燥管干燥取样的气体,减少了干燥剂对集氡罩内介质表面氡析出率的影响。在自然环境下,该测量仪能准确测量氡浓度,无需借助计算机进行线性拟合处理数据,由内置微处理器将线性拟合转化为代数运算后便能根据测量的氡浓度自动计算出氡析出率。实验表明,该氡析出率自动测量仪在氡析出率标准装置上的测量值与参考值的相对偏差在5%以内。测量完毕直接得出氡析出率,方便了现场氡析出率测量的需求。     

核医学诊断中CCD成像装置设计

为进一步提升核医学诊断中X射线成像原图图像的质量,设计了新型数字化成像装置。该数字化成像装置采用高分辨率电荷耦合元件(CCD)设计,在现有硬件的基础上,通过对光路的研究,从而达到显著地提高探测器成像的质量目的。     

聚束系统设计与计算程序

LMOVE程序是一个模拟粒子纵向运动的FORTRAN语言程序。它可以计算由三电极双间隙聚束器(或这种聚束器的组合)、单狭缝谐波聚束器、静电加速管和自由飘浮空间组成的束流脉冲化系统。程序采用大量粒子模拟束团在纵向相空间内的运动,并用Monte-Carlo方法随机产生相空间内各代表点的初始条件。因此,较为适合模拟粒子在配有聚束器件的静电加速器中的纵向运动。本程序不考虑粒子的空间电荷效应。     

同步辐射串行晶体学静电纺丝上样实验技术

串行晶体学作为一种解析蛋白质晶体结构的新方法,因其拥有室温采集、辐射损伤低、时间分辨等优势而得到迅速发展。早期发展于自由电子激光的串行飞秒晶体学已成功实现了蛋白质微小晶体结构的解析。为了引入串行晶体学的技术优势,充分发挥第三代同步辐射的丰富资源和特点,基于上海光源BL17U1生物大分子线站,我们对串行晶体学上样方法进行了理论和实验研究,解决了静电纺丝上样方式在同步辐射上应用的难题,用溶菌酶微小晶体论证了其可行性;同时探讨了基于同步辐射的串行晶体学在毫秒时间尺度上的发展潜力,为光束线技术升级提供参考。     

阵列探测器不一致性校正方法的分析与实现

阵列探测器不一致性的校正是大型集装箱检测项目中获得良好图像质量的重要前提之一。从系统的特点出发提出了探测器输出不一致性的数学模型，并给出了精确校正的理想算法。然后由工程实际的角度出发对模型进行了简化和近似，最后根据实时性处理的要求给出了实际可行的算法。     

钴-60 γ辐照对防护型口罩静电吸附效能的影响

呼吸防护口罩在新冠肺炎大流行期间得到了广泛的使用,由于物资紧缺,医学研究人员尝试消毒口罩重复利用,其中包括采用电离辐射灭菌。依托上海金鹏源辐照技术有限公司的伽玛辐照装置,针对KN95和KN100呼吸防护型口罩进行辐照,研究不同的剂量和剂量率对口罩过滤效率的影响。采用铁板屏蔽和生产线辐照物品的屏蔽来产生两组不同剂量率的辐...