BaF2探测器测量α粒子的时间分辨随温度变化研究

本工作对用于测量α粒子的BaF2探测器的时间分辨随温度变化情况进行了实验研究.实验选用退激Y射线能量较高的237Npα源,利用α粒子与退激Y射线的时间关联性得到时间谱,在不改变任何条件的情况下对BaF:晶体加热,加热到设定温度后保持恒温,在BaF:晶体达到热平衡后开始测量时间谱,由该时间谱上读出的半高宽与标准偏差的线性关系得出α粒子的时间分辨随温度变化的情况.测量结果显示,时间分辨随温度变化在目前实验条件下较为明显,这为未来快时间分辨α粒子探测器的选择和优化使用提供了依据.     

大体积氟化钡探测器的性能测试

中国原子能科学研究院正在研制建立的γ全吸收型探测装置（GTAF）由40个氟化钡（BaF₂）探测器单元组成。对单个大体积氟化钡晶体探测器单元的主要相关性能，诸如单个探测器的组装、晶体封装条件和探测器能量分辨、时间分辨及其长期稳定性等进行测试。测试结果表明，40个氟化钡（BaF₂）探测器单元的能量分辨和时间分辨符合基于γ全吸收型探测装置的中子辐射俘获核反应截面测量需求。     

TOF-PET探测器定时性能初步研究

本工作采用LYSO晶体阵列和平板型位置灵敏光电倍增管H8500对TOF-PET探测器进行了初步设计,能分辨3.2mm×3.2mm的晶体阵列。与BaF₂探测器组成时间谱仪,测量正电子湮没射线的瞬发时间谱,得到379ps的符合时间分辨率。根据已测量的BaF₂探测器时间分辨率（159ps）,可计算得到所设计的TOF-PET探测器时间分辨率为344ps。预计与此相同的两个TOF-PET探测器对正电子湮没射线的符合时间分辨率可达486ps左右,为新型PET的研究提供了有利条件。     

国产Am-Be中子源能量低于1.5MeV中子所占份额的实验测定

本工作提出了测定Am Be中子源发射的能量低于1.5MeV中子所占份额的1种实用实验方法。用4.438MeVγ射线伴随的飞行时间法测量了中子源的局部中子谱（n₁群中子）。通过已准确测量的中子源发射4.438MeVγ射线与中子强度的比值(R=R_γ/S_n)和n₁群中子谱与测量的能量为1.5MeV以上中子总谱在3.2MeV能量处归一后的面积比值,求得国产Am-Be中子源能量低于1.5MeV中子的所占份额为(19.1±1.9)%。     

多层介质/金属紫外滤光膜系的辐照损伤特性

利用电子束蒸发方法制备用于BaF₂晶体慢成分滤光的多层介质/金属紫外滤光膜系。在γ射线、中子和激光辐照环境中研究薄膜的损伤特性。结果表明：薄膜对γ射线和中子具有优良的耐辐照特性；在激光辐照环境中，薄膜的激光损伤阈值受多层薄膜中金属层的影响，激光入射时，最先辐照到的金属层的厚度决定了多层薄膜的耐激光辐照损伤特性。     

注入Nb+的蓝宝石晶体退火前后的光学分析

将Nb⁺ 在不同条件下注入不同晶向的蓝宝石晶体，然后，在还原性气氛下退火，并对退火前后的蓝宝石晶体进行光学分析。分析结果表明，Nb⁺ 注入蓝宝石晶体产生的色心缺陷主要集中在紫外和可见光的高能区。通过对光吸收谱进行高斯拟合及荧光谱分析确认，引起吸收的点缺陷主要是F、F⁺、F₂、F⁺₂、F²⁺₂心等阴离子空位。退火可使这些色心点缺陷减少。退火温度越高，色心点缺陷减少越多，且减少的程度与注入温度有关。此外，700nm处的荧光峰随激发光波长变化而呈现出不同的变化趋势。     

YAP：Ce闪烁探测器γ射线能量响应研究

使用新型YAP：Ce无机晶体配大线性电流光电倍增管组成闪烁探测系统，采用散射法将⁶⁰Co源（约2.2×10¹⁴ Bq）散射为单能γ射线，实验测量探测器系统的γ射线灵敏度，并结合计算机数值模拟计算对数据进行分析处理。新型YAP：Ce无机晶体对γ射线的灵敏度相对较高，是同体积CeF₃晶体的10倍多。采用YAP：Ce无机晶体比CeF₃晶体更有利于γ射线测量。      

掺钇BaF2闪烁探测器性能研究

利用22Na放射源释放的β+湮没产生的0.511 MeVγ射线,研究了掺钇BaF_2(钇掺杂为1 at%,原子百分数)闪烁探测器的能量分辨和时间分辨性能。与BaF_2探测器对比实验结果表明:掺钇BaF_2晶体的快慢成分比(1:1.1)远高于BaF_2晶体的快慢成分比(1:5),掺钇BaF_2探测器的能量分辨率(38%)低于BaF_2探测器的能量分辨率(19%);在高强度γ射线环境下,掺钇BaF_2探测器的符合时间分辨率优于BaF_2探测器的时间分辨。分析发现:掺钇BaF_2晶体中慢成分信号的减少,缩短了探测器输出信号的时间宽度,有利于在探测高强度γ射线时减缓或消除探测器中高计数率时间信号的堆积现象,提高探测器的时间分辨能力。     

二氧化铀对CO和CO2的吸附热力学

采用静态吸附容量法,测定了温度273～303K、压力0～1kPa范围内,CO和CO₂在UO₂表面的吸附等温线,研究了CO和CO₂的吸附热力学性质。结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程分别是描述CO和CO₂吸附的最优模型方程。CO₂的吸附强度明显高于CO的,实验条件下,CO和CO₂的最大吸附量分别为0.36和1.25μmol/g。CO的吸附热为26kJ/mol,表明吸附为物理吸附;CO₂的吸附热随吸附量增加而减小,当吸附量由0.3μmol/g增至0.8μmol/g时,吸附热由46kJ/mol降至37kJ/mol,表明吸附同时存在化学吸附和物理吸附。     

两种掺Yb3+闪烁晶体光致激发时间性能的实验研究

利用皮秒脉冲固体激光器测量了Yb∶YAP和Yb∶YAG闪烁晶体的时间响应性能,利用普通光电探测器和透紫光电探测器初步观察了光谱匹配对闪烁探测器时间响应性能的影响。测量结果表明：普通光电探测器配Yb∶YAP闪烁晶体时间衰减常数为1.206ns,透紫光电探测器配Yb∶YAP闪烁晶体时间衰减常数为0.428ns,配Yb∶YAG闪烁晶体时间衰减常数为0.411ns,其时间性能优于BaF₂晶体;闪烁探测器时间响应对光谱匹配有依赖关系。     

国产LaCl3:Ce探测器裂变γ能区多能量点灵敏度测量

应用⁶⁰Co强γ源进行康普顿散射,再结合0.67 MeV（¹³⁷Cs源）和1.25 MeV（⁶⁰Co源）标准γ源,获得裂变γ能区多种能量γ辐射。以国产掺铈氯化镧（LaCl₃:Ce）闪烁晶体样品配光电倍增管构成快响应闪烁探测器,在这些γ能量下对LaCl₃:Ce探测器灵敏度进行了测量。测量结果表明：以LaCl₃:Ce对0.67 MeV γ的灵敏度为归一基准,LaCl₃:Ce对1.25 MeV γ的灵敏度约为1.28;对尺寸为f40 mm×2 mm的LaCl₃:Ce,能量在0.39～0.78 MeV之间对应的灵敏度最大为1.18,最小为0.96;对尺寸为f40 mm×10 mm的LaCl₃:Ce,最大为1.06,最小为0.98。本测量数据可为理论计算LaCl₃:Ce能量响应定标、校正提供测量数据参考,为获得裂变γ能区LaCl₃:Ce探测器综合灵敏度提供实验数据依据。     

101Moγ射线发射几率测定

¹⁰¹Mo是裂变燃耗诊断的重要核素之一，它的半衰期短，准确测定¹⁰¹Mo核衰变数据的难度大。本工作采用强度平衡法和全程记录法测量¹⁰¹Mo和¹⁰¹Tc的γ射线发射几率P_γ。¹⁰¹Mo P_γ的强度平衡法测量结果比全程记录法的测定结果高5%，而¹⁰¹TcP_γ的两种方法测定结果在不确定度范围内一致。有关¹⁰¹Mo的γ射线发射几率测量方法及其测定值有待进行进一步研究和测定。      

低温金属环境中198Au半衰期的测量

利用德国鲁尔大学DTL实验室的中子源，通过¹⁹⁷Au(n,γ)¹⁹⁸Au反应得到¹⁹⁸Au@Au样品，在室温（T=293K）和低温（T=12K）条件下交替测量金属Au环境中¹⁹⁸Au的412keV特征γ射线，通过分析得到不同温度下198Au的半衰期。实验结果表明，与文献值T_1/2=（2.6943±0.0008）d相比，T=293K时¹⁹⁸Au的半衰期变长(0.4±0.7)%；T=12K时变长(4.0±0.7)%。这一变化趋向与德拜等离子体模型的预言相符，但其幅度显著小于模型的估计值。     

g玻色子对100Pd核高自旋态能谱的影响

以新近的实验单粒子能量为输入，应用唯象sdgIBM理论的两种微观实现——微观sdgIBM-2方案和sdgIBM-F_max方案，仔细研究¹⁰⁰Pd的核能谱和B(E2)跃迁。计算结果表明:sdgIBM-2方案成功地再现了¹⁰⁰Pd核的较复杂的基态带和γ带的高角动量态能谱以及已知的B(E2)跃迁，其再现角动量达J^π=16⁺、E_x≈700MeV，比通常IBM理论再现的J^π=6⁺~8⁺、E_x≈200MeV高出很多;指认直到16⁺的yrast态都是基态，很可能目前观测到的yrast带中根本就不存在玻色子破对后的准粒子态。理论分析和数值计算进一步表明，为了能在IBM理论框架下描述好核的高角动量基态，需要平权地引入g玻色子，以便提供较强的十六极对相互作用，抵抗住高速转动下玻色子的破对趋势。用g玻色子数为0~3的弱耦合sdgIBM-F_max方案的计算结果对此作了进一步说明。按照微观sdgIBM 2方案，解释了实验上3个14⁺态的异常:14⁺₁态是由于1个中子g玻色子在转变为中子d玻色子的量子相变中辐射出1对光子的结果，14⁺₂是16⁺₁态退耦的中间态，而14⁺₃是真正的基态。     

氟离子碰撞引起铅原子L壳层X射线产生截面的实验测量

实验测量了20～50MeV的F离子碰撞Pb原子产生的L壳层X射线,研究了Pb的L各支壳层X射线产生截面σ（L_l）、σ(L_α)、σ（L_β）、σ（L_γ）和σ（L_tot）与入射离子能量的关系。结果显示：在本能区范围内,Pb原子发射L壳层X射线产生截面随入射离子能量的增加而增加。利用L壳层的辐射跃迁几率、Coster Kronig跃迁率和L亚壳层的荧光产额将平面波波恩近似（PWBA）和ECPSSR理论计算的电离截面转换为L层X射线产生截面,并与实验结果相比较。结果表明,σ（L_l）、σ(L_α)、σ（L_β）、σ（L_γ）、σ（L_tot）实验测量值与PWBA理论计算值差别很大,ECPSSR理论计算值与σ(L_α)实验值符合很好,与σ（L_l)、σ（L_β）的实验值差别较小,但与σ（L_γ）的实验值差别较大。     

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.     

肺支气管中239PuO2微粒沉积分布数值模拟

为研究核事故条件下钚材料对人体产生的危害，用计算流体动力学模拟计算²³⁹PuO₂微粒在人体支气管中的沉积率和沉积位置。结果表明：所吸入的²³⁹PuO₂微粒主要沉积在肺气管一、二级分叉处。研究结果可对事故状态下²³⁹PuO₂微粒的防护和人体活体肺中铀、钚等核素沉积量的测量提供参考。     

α能谱法测定241Am(n,γ)242Amg,m的反应分支比

研究建立了1种利用α能谱测定²⁴¹Am(n,γ)²⁴²Am^g,m的反应分支比K₁和K₂的方法。利用²⁴²Am^m与²⁴²Am^g半衰期差别很大的特点，分两次测量²⁴¹Am辐照样品中的²⁴²Cm含量，分别推算²⁴²Am^g与²⁴²Am^m的生成量，从而得到K₁和K₂。实际分析了某反应堆辐照的样品，测得了该反应堆中子能谱对应的K₁和K₂值。     

反符合法测量152Eu放射性溶液的活度

¹⁵²Eu的衰变纲图复杂,包括72.1%的EC衰变和27.9%的β-衰变,衰变子体退激过程中又放出140多条γ射线,其中,12条能量处在122~1408keV之间,是主要γ射线。¹⁵²Eu常用于HPGeγ谱仪能量校准和效率校准等,¹⁵²Eu的放射性活度准确测量极为重要。本工作利用4πβ(PPC)-γ(HPGe)反符合测量装置对¹⁵²Eu的活度进行绝对测量,并与4πβ-4πγ符合效率外推法和HPGeγ谱仪、4πγ高气压电离室测量的结果进行了比较。这几种方法的测量结果在不确定度范围内一致。     

微型中子源反应堆中子谱参数测量

以Au、Zr和Fe为活化探测器,采用裸探测器法测量中国原子能科学研究院微型中子源反应堆的中子谱参数f、α、f_F和φ_th。内辐照座的α、f和f_F分别为－0.007±0.003、20.8±0.4、5.5±0.2。该方法对φ_th的测量结果与4πβ-γ符合法的一致,相对偏差小于2%。与SLOWPOKE相比,微堆有较高的α、f_F值。与已有测量数据的比较表明,微堆中子谱在很长一个时期内是稳定的,利用微堆作为中子源的k₀法中子活化分析不需中子注量率监测器,且比较器一经照射和测量后,可用于其后较长时间内所有分析的计算标准。