放射源~(152)Eu的能谱识别及和峰特性分析

使用低本底高纯锗(HPGe)探测器测量放射源~(152)Eu的γ能谱,识别能谱中出现的所有峰,分辨出干扰峰,并对和峰的特性进行分析,结合计数率随距离变化曲线以及通过分辨率比较和峰与特征峰的差异,为和峰的辨别提供判据。在和峰效应引起的全能峰计数率减少的情况下,修正各全能峰计数率,计算放射源中~(154)Eu杂质含量,结果显示,与修正前差异较明显,表明在能谱分析尤其是考查全能峰强度数据时,需要进行符合相加修正。     

计算机模拟γ测量谱

一个建立在微机DOS环境下的计算机模拟γ射线测量谱系统以一个实测的^135Cs谱作为模板,对活化测量谱和同位素源的γ射线谱进行了成形模拟。谱中包含了对全能峰、康普顿沿、康普顿坪和反散射峰的模拟。模拟系统具有谱峰面积计算、谱成形、谱显示、谱处理、谱存盘等功能。利用该模拟程序对^137Cs源、^152Eu源、^60Co源的γ射线谱以及锆样品和岩石样品的中子活化测量谱进行了模拟,模拟谱与实际测量谱非常接近。     

高纯锗探测器的效率刻度

探测效率是高纯锗谱仪的重要性能指标,探测器的效率刻度具有重要的意义。针对新购置的高纯锗谱议,采用多线法和距离变换相结合的实验方法,刻度了高纯锗探测器在不同源距下的全能峰效率曲线,并利用厂家提供的探头结构尺寸,采用MCNP5程序模拟计算了该探测器对不同能量γ射线的全能峰效率。将模拟计算效率和实验效率进行对比,模拟计算的全能峰效率和实验测定的全能峰效率具有一定偏差,经分析偏差主要原因是探测器内部结构尺寸不够精确,通过调节死层厚度和冷指尺寸,使得模拟计算效率和实验效率很好符合。     

MCNP能峰展宽的NaI探测效率研究

本文利用光子和电子耦合输运MC程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算了NaI(T1)探测器的γ能谱,与实验测量的能谱符合较好.然后利用MCNP计算了NaI(T1)对不同能量γ射线的探测效率(峰总比),结果与实验值一致,验证了这种计算方法用于模拟NaI(T1)对γ能谱的探测效率是可行的.     

应用蒙特卡罗方法模拟HPGeγ谱仪的体源探测效率

采用蒙特卡罗方法模拟计算了HPGeγ谱仪对标准样品体源的全能峰探测效率;然后通过实验测量获得标准样品体源各特征能量γ光子的全能峰净计数,并结合模拟得到的全能峰探测效率计算出标准样品体源中天然放射性核素的比活度,计算结果与标称值的相对偏差在±3%以内,符合较好。     

土壤中水分含量对铀系、钍系天然γ能谱影响的分析

本文采用MCNP软件对含有不同水分含量土壤中铀系和钍系天然γ谱进行了模拟计算,并与不同水分含量土壤中天然γ能谱的影响实验结果进行比较。通过对模拟和实验结果的分析,得到水分对天然γ谱的影响以及变化特征。     

高纯锗能谱仪^(125)I核素点源和体源绝对活度测量方法研究北大核心CSCD

通过^(125)I核素X射线和γ射线的符合相加特性,推导出了仅包含全能峰(27.3、35.5、31.2 keV)净计数率、符合峰(58.5、66.7 keV)净计数率和总谱净计数率的^(125)I活度计算公式,并通过宽能型和N型高纯锗谱仪分别对点源、活性炭盒源和液体源进行了验证。点源到探测器距离不大于5 cm测量时,绝对活度公式计算结果和参考值的相对偏差在±1.2%以内;活性炭盒对^(125)I核素的自吸收效应可以忽略,绝对活度计算公式不受^(125)I核素分布形式的影响,活性炭盒源正反面测量的相对偏差均在±1.4%以内;体积小于40 mL液体源的测量结果和参考值的相对偏差在±2.6%以内,液体源在测量时,样品高度不宜过高,以减少自吸收效应对符合相加峰的减弱效果。实验结果表明在不依赖标准物质和核素参数的情况下,推导的绝对活度计算公式可用于^(125)I核素放射性活度的精确测量。     

基于超高分辨γ射线探测器的蒙特卡罗模拟

能量分辨率是γ射线探测器关键技术指标之一,直接关联γ射线全能峰的尖锐程度、分离程度,从而影响全能峰被识别、区分的能力。提高γ探测器的能量分辨率,是γ探测器发展的一个重要方向,近年发展起来的超高分辨γ射线探测器,能达到25 e V@103 ke V的能量分辨率,其相对目前能量分辨率最好的高纯锗探测器的能量分辨率高一个数量级,因此超高分辨超导γ射线探测器成为了一大研究热点。为了推动超高分辨率γ探测器关键技术的实验研究,利用MCNP5采用了不同能量的射线源、不同规格的吸收体以及不同的支撑环境对超高分辨超导γ射线探测器的探测结果进行了模拟。这些模拟对于探测器的模型优化以及谱仪的设计有重要的指导作用。     

海洋γ谱连续监测方法模拟

通过蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)建立了海洋γ谱连续监测的测量模型,模拟计算不同能量γ射线在海水中的衰减情况和有效探测距离。根据我国近岸海域海水中天然放射性核素活性浓度,模拟得到不同晶体尺寸NaI探测器连续监测的本底谱,分析能量分辨率对全能峰本底计数率的影响并探讨了影响NaI探测器能量分辨率的因素。最后针对我国核电厂周围海域中重点关注的人工放射性核素,并假设不同尺寸NaI晶体在能量662 keV处分辨率保持7.0%不变的条件下,分别计算了不同尺寸NaI晶体探测器在海洋γ谱连续监测中的探测效率、本底计数率和最小可探测活性浓度等技术参数。模拟结果为海洋或其它水体中γ谱连续监测方法的应用提供技术参考。     

高通量堆16N在线监测仪MC模拟研究

本文提出一种基于NaI(Tl)探测器与BGO探测器进行反符合测量~(16)Nγ散射能谱,以实现对高通量工程试验堆一次水~(16)N比活度在线监测的方案。采用MCNP5程序与GEANT4工具包对~(16)N监测仪测量装置的屏蔽体、过滤器与BGO晶体尺寸优化及~(16)N散射谱测量进行蒙特卡罗模拟,并选择实验测量~(137)Csγ源散射谱进行对比验证。模拟分析表明:在选择合适厚度的铅屏蔽体、锡过滤器以及BGO厚度下可以提高~(16)Nγ谱峰康比。     

γ射线级联衰变符合相加修正方法研究

γ射线级联衰变引起的符合相加干扰可导致被测量γ射线全能峰计数增加或减少,从而使测量结果偏离真实值。本文从级联符合相加产生的机理出发,以~(134)Cs为例研究了级联符合相加修正因子的数值计算方法。基于蒙特卡罗计算程序MCNP给出了γ射线全能峰效率和总效率的模拟计算方法。通过实验测量和软件计算验证了符合相加修正因子数值计算方法的准确性。针对核电厂周围环境监测中主要关注的人工放射性核素,计算了不同环境介质中γ核素测量的符合相加修正因子。计算结果表明,对于气溶胶、生物灰样品中核素~(110)Ag~m、~(134)Cs符合相加干扰可达20%以上,而对于全能峰效率相对较低的土壤样和水样符合相加干扰可大于10%,其余核素也不同程度地存在符合相加干扰。本文研究结果为γ放射性核素的准确测量和误差来源分析提供了技术参考。     

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%。     

基于蒙特卡罗方法模拟计算CZT探测器的γ能谱

在了解CZT探测器结构的基础上,用蒙特卡罗程序MCNP对探测器中光子输运过程进行模拟计算,得到光子在探测器中沉积能量的大小及位置信息.编程读取这些信息并计算出γ射线能谱.考虑到所用探测器的实际情况,提出了一个简化的海克公式计算电荷收集效率,对法诺因子及噪声的影响进行了展宽处理.计算得到的γ能谱与实验谱基本一致,全能峰的峰位和低能尾迹得到较好地模拟.     

航空γ能谱仪无源效率刻度方法研究

因人工放射性核素的航空γ能谱仪实物刻度模型匮乏,导致难以依据航空γ能谱准确反演地面人工放射性核素的含量。本文基于窄束γ射线指数衰变规律与微积分的思想建立了任意形状的γ辐射源上空航空γ能谱仪无源效率刻度的数值计算模型。通过低空探测实验、高空变化趋势分析、5-100 m高空探测实验证明该模型适用于任意位置点源航空γ能谱仪全能峰探测效率数值计算。同时计算发现在低空探测时不同γ辐射的面源与体源的航空γ能谱仪全能峰探测效率与MCNP5模拟值的相对偏差在±1.5%以内,且含1 460.83 ke V或2 614.533 ke Vγ射线的无限大体源90-150 m探测高空计算结果与石家庄动态带上的实验值相对偏差为8.33%-15.82%。上述实验充分证实该无源效率刻度计算模型适用于航空γ能谱探测实践,为利用航空γ能谱仪寻找丢失放射源及核事故应急监测提供技术支持。     

放射源152Eu的能谱识别及和峰特性分析

使用低本底高纯锗（HPGe）探测器测量放射源¹⁵²Eu的γ能谱，识别能谱中出现的所有峰，分辨出干扰峰，并对和峰的特性进行分析，结合计数率随距离变化曲线以及通过分辨率比较和峰与特征峰的差异，为和峰的辨别提供判据。在和峰效应引起的全能峰计数率减少的情况下，修正各全能峰计数率，计算放射源中¹⁵²Eu杂质含量，结果显示，与修正前差异较明显，表明在能谱分析尤其是考查全能峰强度数据时，需要进行符合相加修正。     

积分实验系统的标准样品法检验

积分实验是检验评价中子核数据准确性的重要手段,利用标准样品法,对中国原子能科学研究院的积分实验系统进行了检验。标准样品分别采用聚乙烯(10 cm×10 cm×5 cm)和水(?10 cm×5 cm),通过中子飞行时间技术,获得了14 MeV氘氚脉冲中子与聚乙烯作用后47°方向泄漏中子谱,与水作用后30°方向泄漏中子谱。利用MCNP5程序获得相应的模拟,对模拟谱(C)与实验谱(E)中的中子与氢弹性散射峰(n-p散射峰)面积进行了比较。结果表明,两个样品的n-p散射峰面积C/E值均在2%内一致。实验证明系统获得的测量数据是可靠的。     

傅里叶变换法扣除中子活化分析能谱本底

为了更加有效地扣除中子活化能谱散射本底,提高中子活化能谱分析的准确度,利用傅里叶变换本底扣除法,对MCNP程序包模拟14 Me V脉冲中子照射煤样获取的活化γ能谱进行了本底扣除。通过对全能峰面积解析误差的分析,表明该方法可有效提高特征峰面积的解析准确度。     

利用常规4道航空γ能谱测量在澳大利亚南部马拉林加核试验场地进行~(137)Cs填图

已研究出一种利用常规4道航空γ能谱测量来分离~(137)Cs和天然源产生的γ辐射的简便方法。该方法是利用当~(137)Cs光电峰落在常规的总计数窗口内时,其峰位大大低于3个用于监测天然K、U和Th的窗口这一事实。由于已知某一测量高度K、U和Th谱的形状,就能利用这些谱及3道元素计数率来预测因天然放射源而产生的总计数率。因此,铯产生的总计数率仅仅是测量的总计数率和所预测的天然源在总计效率窗内的计数率之差。该方法在马拉林加核试验场地附近对~(137)Cs污染的分布进行了十分有效的填图。     

不同MC软件模拟X射线管特性比较

为评价不同MC软件模拟X射线管输出谱的差异和模拟结果的准确性,用MCNP5、GEANT4和FLUKA三款模拟软件模拟不同管电压条件下的X射线管输出谱,分析输出谱的差异和能量沉积谱的准确性。模拟结果表明:三款软件得出的X射线管输出谱形态相同,但靶材料特征峰的强度存在明显差异。GEANT4和MCNP5模拟结果与实测谱能较好符合,但GEANT4模拟X射线管更加准确,对特征X射线模拟,GEANT4的模拟结果比MCNP5更接近实验。     

蒙特卡罗模拟确定HPGe探测器点源效率函数及参数

在探测器晶体体积一定的情况下,HPGe探测器点源效率主要由γ射线能量、角度和探测距决定。利用极坐标对点源进行空间定位,试验测试了不同角度和探测距条件下137Cs和60Co点源的γ能谱,同时采用MCNP程序模拟计算HPGe探测器不同角度与探测距条件下γ点源效率,并与实验值进行对比和校正。结果表明,探测角度在0-9π/24,γ点源效率模拟值与实验值之间全能峰净计数的相对偏差均在8%以内。最后对γ点源效率模拟值进行多元非线性回归,确定了在特征γ射线能量下,以角度和探测距为因变量的点源效率函数及其参数。