基于Geant4的高纯锗探测器模拟

该文利用蒙特卡罗程序包Geant4构建了高纯锗探测器的实际结构,模拟了γ射线在高纯锗探测器中与材料发生的相互作用。通过统计光子在高纯锗探测器中的能量沉积,累计得到4种能量射线的能谱,并通过拟合公式对能谱进行展宽,模拟实际能谱。将模拟得到的能谱结果与高纯锗探测器探测到的实际能谱进行对比,比较模拟能谱和实际能谱的全能峰、统计效率和半峰宽,验证了分辨刻度系数在实际模拟中的可行性,为进一步进行高纯锗探测器的模拟实验提供了技术支持。     

应用手持式γ核素识别仪检测石材放射性的方法

手持式γ核素识别仪经能量与效率刻度后,可在简易的铅屏蔽室中对未粉碎的石材样品作γ能谱测量,快速检测样品中226Ra、232Th、40K的含量。试验结果显示,与低本底高纯锗γ能谱仪测量结果相比较,最大偏差分别为25.1%(226Ra)、21.4%(232Th)、16.5%(40K),符合环境样品放射性测量不确定度的预期。     

基于能谱测量的γ辐射屏蔽实验研究

提出了基于能谱测量、利用全能峰谱分析屏蔽体对γ射线的屏蔽作用的方法.该方法适用于同时对不同能量的多种γ射线的屏蔽效果进行测量和分析,与传统剂量率测量法相比,测量更准确、简单,是一种快捷、实用的屏蔽实验分析方法.     

热释光探测器刻度中关于电子平衡的初步实验研究

热释光探测器广泛应用于环境辐射监测与个人剂量监测,为了保证热释光探测器在辐射场中剂量刻度的准确,尤其是采用能量较高的伽马射线Lγ-ray)辐照过程中,待辐照的热释光探测器前表面需要覆盖电子平衡材料.本文进行了一系列在不同辐射场中热释光探测器使用不同厚度有机玻璃作为电子平衡材料对其计量刻度准确性影响的实验研究.结果表明,...     

利用手持式γ核素识别仪快速检测石材中γ放射性核素含量

提出一种利用手持式γ核素识别仪快速测量石材中天然放射性核素含量的方法。该方法借助低本底HPGe γ谱仪,运用能谱分析法确定手持式核素识别仪对226Ra、232Th、40K含量的刻度系数参考值;然后使用手持式γ核素识别仪测量石材中放射性核素γ能谱,利用经过刻度系数参考值修正后的测量结果,估算出石材中226Ra、232Th、40K的比活度。结果表明:该方法测量结果与低本底HPGe γ能谱仪分析结果的最大偏差为25.1%(CRa)、-27.2%(CTh)、-15.2%(CK),可适用于快速无损的检测石材样品γ放射性比活度,以及快速估算装饰石材所致的外照射剂量。     

CdTe探测器能量刻度与探测效率的模拟计算

在实现对单能平行光子源的绝对测量之前,需要对CdTe探测器进行刻度。利用已知点源对CdTe探测器进行能量刻度,得到刻度曲线和能量分辨率,利用工业CT对CdTe探测器进行精确扫描,得到CdTe探测器内部结构,并以此为基础,利用MCNP5蒙特卡罗模拟程序建立CdTe探测器物理模型;计算20～150keV能量段,能量间隔为1keV每个能量点的探测效率,得到CdTe探测器的效率曲线图。发现CdTe探测器在低能段探测效率较高,但Te元素在27keV和32keV处产生了逃逸峰,探测效率有所下降,之后探测效率曲线呈现先上升后下降的趋势。     

塑料闪烁体用于鉴别γ放射性人工核素

基于塑料闪烁体与γ射线的特殊作用,该文开展能量窗口法用于塑料闪烁体人工核素鉴别技术的研究。首先搭建基于塑料闪烁体的快速鉴别测量系统,使用人工放射性核素137Cs,60Co,241Am和天然放射性核素232Th 4种标准源对系统能量窗口进行刻度和计数分布实验,研究塑料闪烁体与γ射线作用时的脉冲分布和鉴别算法。在实验的基础上,使用γ总计数算法和能量窗口软件算法设计探测系统。测试结果表明:采用该算法的测量系统可以快速准确地从本底和天然放射性核素中鉴别出γ人工放射源。     

4πγ井型NaI(Tl)晶体探测器性能研究和初步实验结果

介绍了中国计量科学研究院用于测量放射性核素活度的4πγ井型NaI(Tl)晶体装置。通过分析测量得到的60Co放射源发射的γ射线能谱发现,采用4πγ井型NaI(Tl)晶体对衰变纲图较为复杂的核素进行测量时存在相加峰效应。当放射源从井型NaI(Tl)晶体井口附近逐渐移至井底的过程中,相加峰的计数率逐渐增加,从而使得对60Co特征γ射线全能峰探测效率逐渐降低;此外,由于在井口附近探测器对放射源所张立体角相对较小,对γ射线的探测效率也较低;放射源在井型晶体内的位置发生变化也会对探测器的能量刻度带来影响。     

低能过滤X射线神经网络解谱方法研究

利用神经网络算法实现对PIPS探测器测量得到的低能过滤X射线脉冲幅度谱的快速解谱。首先根据PIPS探测器的计算机断层扫描图像,在MCNP5中建立该探测器的蒙特卡罗(MC)模型。并通过实验、MC效率刻度以及能谱展宽,对该探测器模型进行验证。之后计算PIPS探测器对单能光子(5~30 keV)的响应函数,并将其作为单层线性神经网络的训练数据。使用训练后的神经网络和GRV_MC33程序分别对N10~N30和L10~L30辐射质的X射线脉冲幅度谱进行解谱。结果表明:除N25和N30辐射质外,二者解谱结果相符较好。其解谱结果的差异可能来源于探测器响应函数和GRV_MC33程序解谱方法的不确定度。训练好的神经网络可被移植到微型计算机中,帮助校准实验室实现对低能过滤X射线脉冲幅度谱的快速解谱。     

Ge(Li)反康普顿探测系统效率的绝对刻度

对用NaI(Tl)作反符合屏蔽的Ge(Li)反康普顿探测系统的效率进行了刻度。Ge(Li)主探测器为一个约165cm~3的闭端同轴探测器,屏蔽探测器为φ250×250mm的NaI(Tl)环和φ76×76mm的后塞探测器。γ射线能量为(80～2000)keV,标准源为φ75×22mm、重约100g、土壤介质的体源。探讨了刻度峰的选择和峰面积效率曲线的函数表达式。用NBS提供的环境放射性标准参考物质进行了检验。     

使用单能X射线辐射装置对CdTe探测效率的实验刻度

CdTe探测器对单能平行光子源的绝对测量之前,需要进行效率刻度。利用MCNP5蒙特卡罗模拟程序建立CdTe探测器物理模型,模拟计算了10~260keV能量段能点的本征探测效率,在10~60keV能量段探测效率高于75%。用单能X射线装置和HPGe探测器对CdTe探测器本征探测效率进行了实验刻度。结果表明,在10~100keV能量范围内CdTe探测器的模拟效率与实验效率趋势一致,最大误差不超过5.6%。因为Te元素在27keV和32keV处会产生逃逸峰,导致探测效率在这2个能量处有明显下降趋势。用241Am和133Ba放射源对CdTe探测器进行效率刻度验证,在能量为59.54keV和81keV放射源标定的探测效率与单能X射线辐射装置测量值相符。     

低本底环境低能X射线参考辐射场的研究

在平均γ射线剂量率为9.9 nSv/h的环境下进行10 ～50 keV低能X射线参考辐射场研究.利用电离室RC6M测量辐射野的均匀性,使用9种材料的K荧光刻度碲化镉探测器,测量了微型X光机能谱,并计算了空气比释动能率.结果显示:在距X射线出口55 cm处水平方向均匀性好于95％辐射野尺寸约为14 cm,竖直方向辐射野尺寸为16 cm,按窄谱系列附加过滤后能谱与ISO4037中标准模拟谱基本吻合.     

γ射线线性衰减系数拟合计算方法研究

线性衰减系数是放射性体源测量中进行自吸收修正的重要参数。由于能量不同,无法用人工核素点源的透射实验获得对应于天然核素发射γ射线能量的线性衰减系数值。该文提出一种新的拟合公式和拟合方法,以便由人工核素点源透射实验获得的γ射线线性衰减系数求出被测样品在天然核素γ射线能量点的线性衰减系数。对选用的5种被测物质,分别用线性衰减系数的参考值和实测值进行拟合之后的计算结果显示,在γ射线能量为60～2 600 keV的范围内,该文提出的拟合方法计算出来的线性衰减系数的最大误差分别小于4%和10%。利用该文介绍的拟合方法,可以得到被测样品在指定能量范围内比较准确的线性衰减系数值。     

阵列NaI(Tl)探测器γ能谱合成方法探讨

介绍两路或多路NaI(Tl)探测器γ能谱数据的合成方法及初步成果,以"特征峰叠加"的方法对137Cs和60Co的仪器谱进行单峰和双峰的叠加试验,为天然γ能谱合成提供依据.实验表明,"特征峰叠加"的方法可较好地反映各仪器谱合成前的特性,有很好的应用前景.     

半导体探测器在诊断X射线剂量测量中的应用

介绍了基于半导体探测器的诊断X射线剂量仪的工作原理.半导体探测器具有体积小、易于集成、灵敏度高、能量分辨率好等特点,根据半导体探测器的特征设计了能谱测量剂量修正功能,解决了半导体探测器能量响应差的问题.将能谱测量后修正过的剂量与未进行剂量修正的测量数据进行了比较,实验数据表明,能谱法修正将基于半导体探测器的剂量仪的能量响应降低至5%内.     

大面积塑料闪烁探测器剂量线性测量及修正

针对γ射线剂量增大时,大面积塑料闪烁探测器剂量线性会变差这一问题,采用能谱测量方式对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。首先在单能辐射场中,探测器通过能谱测量电路在上位机形成辐射场能谱,然后按照能量线性规律算出每道址的权重因子,以标准剂量仪所测剂量率为参考值得到修正公式,接下来对待测辐射场进行能谱采样,根据每道计数和修正公式,得到修正后的总计数率和剂量率,从而对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。结果表明:经过修正以后,在137Cs辐射场中剂量测量最大相对误差由-24.32%变为-6.90%,在60Co辐射场中最大相对误差由-72.22%变为-27.78%。可以看出,经过修正的探测器剂量线性得到很大改善,可为辐射场中γ射线剂量的准确测量提供技术参考。     

锗酸铋闪烁晶体γ射线探测器的冷却与保温

在使用锗酸铋闪烁晶体γ射线探测器对γ射线能谱进行测量时,由于环境温度的变化,会引起探测器能量分辨率的变化和所测谱峰位的漂移。采用合适的方法对探测器进行冷却和保温,可以很好地解决由于温度变化给测量结果带来的误差问题。     

BNCT医院中子照射器辐射场特性参数初步测量

为验证BNCT医院中子照射器的设计效果,对其辐射场的特性参数如中子能谱、中子通量密度及其空间分布、中子和γ吸收剂量率及其空间分布等进行了测量。针对该照射器的特点,建立了一套由多球谱仪、235U裂变电离室、金箔、组织等效正比计数器和热释光探测器组成的测量系统,利用蒙特卡洛计算方法优化设计探测器的结构,以提高超热能区的分辨率和甄别不同能量成分中子的能力。初步测量结果表明,该照射器的中子通量密度达到了预期设计要求。     

阵列NaI（T1）探测器γ能谱合成方法探讨

介绍两路或多路NaI（T1）探测器γ能谱数据的合成方法及初步成果，以“特征峰叠加”的方法对^133Cs和^60Co的仪器谱进行单峰和双峰的叠加试验，为天然γ能谱合成提供依据。实验表明，“特征峰叠加”的方法可较好地反映各仪器谱合成前的特性，有很好的应用前景。     

一种基于蓝牙的微机多道γ能谱仪设计

为了解决强辐射情况下的环境监测问题,提出了一种基于蓝牙通信的微机多道7能谱仪设计.介绍了该能谱仪的组成,概述了蓝牙的优势及通信原理,对γ能谱仪标定进行了解析,讨论了7能谱仪的一项特殊性能指标,并说明了LabVIEW对γ能谱数据处理的过程.其特点是:利用蓝牙将便携式γ能谱仪的能谱数据无线传送给能谱处理计算机,便携式γ能谱仪采用低功耗采集电路设计,能谱处理计算机采用Lab-VIEW虚拟平台开发人机界面及能谱数据处理,双方利用串口RS485完成蓝牙模块电路的接口设计.通信距离在10 m之内数据传输与能谱分析安全可靠.