LaBr_3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究

近年来一种采用LaBr3:Ce晶体的闪烁探测器被研发出来,这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率,在662 keV大约为3%。利用蒙特卡罗通用程序MCNP4C分别模拟计算了LaBr3:Ce晶体和NaI(Tl)晶体的γ能谱,模拟能谱与相应的实验测量能谱符合很好。研究还发现晶体尺寸大小对能量分辨率没有影响,能量分辨率不随晶体体积的增加而提高。同样晶体尺寸下通过模拟探测不同入射能量γ射线的峰总比R(E)计算值与NaI(Tl)晶体的模拟值和实验值比较发现,LaBr3:Ce晶体对中高能量γ射线的探测效率较高,而在较低能量时探测效率低于NaI(Tl)晶体。     

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。     

LSO闪烁晶体探测器能量响应研究

应用蒙特卡罗与解析计算相结合的方法计算了一种LSO闪烁晶体探测器对不同能量中子和γ射线的相结灵敏度，分析了晶体长度对探测器灵敏度和γ／中分子分辨能力的影响，理论计算的灵敏度能量响应曲线与实验标定结果进行了比较，两者趋势基本一致。     

NaI(TI)探测器晶体体积对主要性能影响研究

使用~(137)Cs、~(60)Co和~(22)Na三种点射线源,分别探讨了由不同体积闪烁晶体组成的探测器对不同能量γ射线的峰效率、能谱响应及有效中心的影响。实验结果表明:随着闪烁晶体体积的不同,不同能量γ能谱光电峰的峰位及其能量分辨率都发生了变化。还发现探测器有效中心点的位置依赖于闪烁晶体的体积,其峰效率的倒数与探测器有效距离平方成反比。此实验结果可为改善不同体积NaI(Tl)闪烁探测器的能谱响应和高精度测量提供参考。     

平面型CdZnTe探测器的能谱特性模拟

CdZnTe(CZT)探测器是一种高原子序数的化合物半导体探测器，具有体积小、探测效率高、可在常温环境使用等特点，广泛应用于X、γ射线探测领域。为了更好地研究CZT探测器能谱特性的影响因素，通过Geant4软件建立探测器几何模型，模拟计算CZT晶体的本征探测效率和吸收率；根据Hecht公式计算电荷收集效率，通过收集晶体中的沉积能量和位置信息得到γ射线能谱；通过分析晶体的物理特性，探索其对探测器性能的影响。模拟计算结果表明：电荷收集不完整是影响探测器能谱性能的重要因素，当能量低于50 keV时，γ射线谱基本不受空穴尾迹的影响，而能量在50～100 keV的γ射线能谱受空穴尾迹的影响较为明显，高于100 keV的γ射线能谱受空穴尾迹的影响逐渐加重。通过增加偏压的方式可以降低空穴尾迹对能谱的影响，同时偏压的增加会使峰位产生偏移，偏移程度受最大电荷收集效率的影响。     

硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪研制

实验研制了硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪。该γ谱仪用硅光电倍增管代替普通光电倍增管作为闪烁体探测器的光学读出端,配置闪烁体探测器,构成新型γ谱仪。测试结果表明:新型γ谱仪随温度漂移变化程度大;能量线性较好,线性相关度R为0.9987;配置LaBr_3:10%Ce~(3+)晶体,其能量分辨率为4.3%~4.9%;配置NaI(TI)晶体,其能量分辨率为8.4%。     

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。     

φ76mm×100mm BGO闪烁探测器在20 MeV以下能区的能量响应

用上海硅酸盐所提供的φ76mm×100mm BGO晶体制作γ闪烁探测器、用来探测???离子核反应中放出的10-100 MeV的γ射线,该探测器对~?Cs的0.661 MeV γ射线的?????14.2%。在加速器上用若干(p,γ)反应产生的单能光子测试探测器的能量响应,通过细致的数?拟合得到该探测器在20 MeV以下能区的能量响应和全能峰能量分辨率。对17.65 MeVγ射线。探测器的能量分辨率为4.1%。     

硅PIN光敏二极管探测X、γ射线的性能及应用

介绍了硅PIN光敏二极管和电荷灵敏前放组成的X射线探测器和配合CsI(Tl)晶体构成的γ射线探测器的性能和测量结果,同时研究了光敏二极管探测器能量分辨率的温度特性。测量X射线时,在-10℃下对241Am的59.5keV射线的能量分辨率为4.8%;用PIN光敏二极管配合10mm×10mm×10mm的CsI(Tl)晶体测量γ射线时,在20℃下对137Cs0.662MeVγ射线的能量分辨率为9.9%,60Co的1.332MeVγ射线的能量分辨率为6.4%,-10℃下的能量分辨率分别为8.7%和6.3%。     

HPGe探测器死层厚度及点源效率函数研究

在层析γ扫描分析方法的效率矩阵求解过程中,建立准确尺寸的HPGe晶体计算模型对所求的探测器效率矩阵准确性有很大影响。在使用原始的实验探测器晶体尺寸建立的模型进行探测效率计算时,发现计算与实验所得的探测效率最大误差达19%。调整探测器计算模型的死层厚度可使计算结果准确度得到很大改善。研究发现,死层厚度与各测量点相对误差平均值存在线性关系,在此基础上提出一种可快速确定最优死层厚度的修正方法。使用调整后探测器晶体尺寸,计算出不同位点源位置不同射线能量下的探测效率,拟合出探测效率与点源位置及射线能量的函数关系,用于快速求得探测效率矩阵。     

塑料闪烁体环探测器作反符合屏蔽的NaI(Tl)γ能谱仪

本文报告了一个用塑料闪烁体环探测器作反符合屏蔽的NaI(T_1)γ能谱仪的结构及主要性能。它采用Φ76×76mmNaI(Tl)晶体作为主探测器和符合探测器,以自制的Φ500×520mm塑料闪烁体作环探测器。在有无井型反符合屏蔽条件下,能量范围0.1—2MeV时,谱仪的积分本底比为2.8,对~(137)Csγ源的康普顿减弱因子(积分比)为2.5。当源位于晶体表面中心时,谱仪对~(137)Cs源的能量分辨率和全能峰效率分别为9.5％和8.4％。     

爆炸物检测中的模拟计算

为优化基于伴随α粒子技术的爆炸物检测系统中的γ探测器和数据分析软件,利用蒙特卡罗程序EGSnrc对γ探测器的探测效率和能量响应分别进行了模拟。NaI(Tl)、BGO等几种无机闪烁体γ探测器探测效率的模拟计算结果为探测器的优化选择提供依据;对碳、氧单质元素、硝酸氨、模拟炸药样品在14MeV中子作用下的特征γ射线,在Φ5″×8″NaI(Tl)探测器的能量响应模拟计算结果进行了分析,并与实验测量能量响应进行了比较。结果表明,模拟方法可靠,应用该方法可对其他的单质材料来进行响应计算以建立响应函数数据库。     

高纯锗探测器无源效率刻度的锗晶体尺寸自动调整方法

本发明涉及辐射测量技术领域,具体涉及一种用于高纯锗探测器无源效率刻度的锗晶体尺寸自动调整方法。该方法在一个测量位置处获得多个不同E能量的γ射线全能峰探测效率测量值,然后依据探测产品说明书中晶体的原始尺寸,进行蒙特卡罗模拟计算,获得相应的各E能量γ射线全能峰探测效率计算值;对效率计算值与测量值进行误差分析,通过蒙特卡罗计算获得当前晶体尺寸下,晶体尺寸T、R和L对E能量γ射线的效率影响公式;设定计算效率期望改变百分比,建立方程组,求解获得新晶体尺寸,如此循环得到最终结果。本发明可以自动、快速、准确地确定高纯锗晶体及其灵敏区尺寸,从而为高纯锗探测器实现快速蒙特卡罗无源效率刻度提供了有效保证。     

CLYC中子-γ复合测量仪设计

为实现CLYC晶体探测器用于中子-γ复合测量,研究了中子-γ脉冲甄别方法,模拟计算了CLYC晶体对中子与γ射线的能谱响应和探测效率,优化设计了快中子慢化体厚度,为CLYC中子-γ复合测量仪研制提供参考。对CLYC中子-γ复合测量仪样机测试表明:对于~(137)Cs源γ能量分辨率为5.2%,~(252)Cf中子源对应的峰位能量为3.2 MeV,可用于中子-γ复合测量。     

一个高能量多线γ放射源

一、引言文献[1]已报导过用Am-Be源中子被镍俘获后产生的γ放射源,它可用于γ探测器的性能刻度,特别是Ge(Li)探测器的刻度。为了使这种γ射线源能用于更宽的能量范围和低分辨探测器,我们对样品的结构作了改进、并用NaI(Tl)和BGO探测器进行了测试。这种多线γ放射源可以对分辨率差的探测器在1～9 MeV范围内作能量响应特性的测     

PET探测器晶体研发现状

本文综述了PET系统γ探测器晶体的研发现状。重点介绍了Na I(Tl)、BGO、LSO/LYSO和CZT的γ探测效率、光产额、光谱、光衰减时间常数、能量分辨率等性能,以及它们对临床PET和小动物PET的整机尺寸、位置分辨率、散射分数以及灵敏度等性能的影响。论文比较了部分国产PET系统和国外PET系统的性能,可为我国PET系统γ探测器晶体的研发与应用提供参考和借荐。     

利用LabWindows/CVI实现γ能谱的蒙特卡罗模拟

基于蒙特卡罗模拟思想,利用虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI编制软件模拟了γ光子在NaI(T1)闪烁晶体中的输运过程.直接以γ光子在NaI(T1)闪烁晶体中的沉积能量近似对应实际γ能谱仪的脉冲幅度输出,从而得到NaI(T1)探测器中γ射线的响应谱线.结果表明,蒙特卡罗模拟得到的能谱能较好地拟合实验测量得到的能谱.     

ICI探测器单位γ灵敏度研究

探测器灵敏度及其能量响应特性在探测器的设计和研制过程中占有十分重要的地位.从理论和实验两个方面研究了ICI探测器的γ灵敏度及其γ射线能量响应特性.在60 Co 1.25MeV γ辐射源装置上进行实验测量得到ICI探测器的单位γ灵敏度为1.8×10-20 (±5%)C·cm2 ,理论计算的单位γ灵敏度为1.78×10-20 C·cm2 (γ能量1.25MeV),理论和实验结果符合得较好.研究结果表明,入射γ射线能量在1～10MeV范围内变化时,ICI探测器具有平坦的γ灵敏度响应曲线.     

碎、裂晶体环探测器作反符合屏蔽的井形NaI(Tl)γ谱仪

本文报告了一台采用碎、裂晶体环探测器作反符合屏蔽的井形 NaI(Tl)γ谱仪,并对环探测器的研制及其性能作了扼要介绍。谱仪主探测器采用φ100×100毫米的井形 NaI(T1)晶体,有效地提高了谱仪探测效率。以圆柱形碎、裂晶体为主要闪烁体的环探测器性能良好,在封装工艺简单,容易制作,成本低,几何适应性强等方面具有明显的优点。谱仪对~(137)Csγ射线(0.662兆电子伏)的能量分辨率为9.8%;对10毫升~(137)Cs 样品的全能峰探测效率为28.3%;在0.05—2.0兆电子伏的能量范围内谱仪积分本底为154计数/分;对~(137)Csγ射线的康普顿减少因子为2.5。当样品和本底的测量时间均为1000分钟、置信水平为95%时,谱仪对10毫升~(137)Cs 样品的探测灵敏度为4.2×10~(-13)居里。     

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。