无源效率刻度技术研究进展及应用概况

介绍了HPGe探测器无源效率刻度技术的研究进展及国内外应用概况,简单描述无源效率刻度软件ISOCS和LabSOCS的原理及验证工作,讨论了有源效率刻度和无源效率刻度的优缺点,最后提出无源效率刻度方法是一种快速、准确的刻度方法.     

ISOCS无源效率刻度在就地测量中的准确性检验

通过实验检验了ISOCS无源效率刻度在就地测量中的准确性。对于饱和圆柱体模型,ISOCS刻度效率与实测效率在低、中、高能量区的偏差分别小于7%、5%和3%。对于不饱和墙体,通过ISOCS效率刻度计算所得核素活度与实验室采样测量结果在低、中、高能量区的偏差分别小于13%、3%和2%。结果表明,ISOCS无源效率刻度方法在一定偏差范围内是可接受的。     

无源效率刻度技术在γ谱分析中的应用

利用实验室无源效率刻度软件(LabSOCS)分析了样品形状、密度和成分对探测效率的影响,并计算给出了实验室γ谱仪探测效率与以上因子之间的关系.将LabSOCS计算的效率与标准体源刻度效率进行了比较,两者之间的相对偏差小于9%.对给定质量不同尺寸的圆柱状样品的γ探测效率进行了模拟计算,分析得到了砂土和空气样品的最佳几何尺...     

无源效率刻度技术在土壤放射性活度检测中的应用

介绍了无源效率刻度技术在土壤放射性活度检测中的应用,包括应急监测时用于快速效率刻度和常规检测时用于相对自吸收校正。假设样品由等比例的原子数组成,而非按比例的分子组成,经无源效率刻度软件Gammacalib建模拟合计算得到效率值,由该效率计算的活度值与标准活度的平均偏差约为10%,偏差均在可接受范围内。实验表明:该无源效率刻度法可用于应急监测。     

环境辐射监测中γ谱仪无源效率刻度方法探讨

对高纯锗探测器无源效率刻度方法的特点、建立方式、方法验证做了介绍.针对探测器进行了多点源的实测来验证无源效率拟合与标准值之间的偏差,在中高能区点源的验证结果在6%,环境介质中的土壤、动植物灰体源的验证结果表明圆柱型体源偏差在7%～10%.     

中国先进研究堆实验室HPGe探测器无源效率刻度方法研究

针对中国先进研究堆（CARR）实验室目前现有的HPGe探测器,使用无源效率刻度方法对其探测效率进行了理论计算,比较了不同能量和样品体积下蒙特卡罗方法和数值积分方法计算的探测效率。测量了探测片（点源）和堆水池池水（体源）,实验测量结果和计算结果符合良好,验证了无源效率刻度方法的可行性及所建模型的合理性,与采用标准源刻度的实验方法相比,该方法突破了各种限制,减少了标准源的制备工作,节省了大量的实验成本和时间,拓宽了HPGe探测器的使用范围。     

无源效率刻度在活度测量中的应用研究

利用几种典型的实验室标准源,对无源效率刻度软件LabSOCS效率模拟的准确性和可靠性进行了检验;从射线级联符合相加效应原理出发,探讨了利用具有级联关系的X射线进行效率刻度的可能性,扩展了效率刻度的能区范围;利用该软件模拟计算了一定体积的圆柱形气体体源效率随几何尺寸的变化关系,优化了圆柱形气体源盒的几何尺寸。     

蒙特卡罗法模拟γ谱仪无源效率刻度

介绍了蒙特卡罗模拟和分析计算相结合对γ谱仪进行无源效率刻度的方法。针对点源情况下不同探测器厚度、半径及源探距等几何条件,以及不同面源半径的面源,以蒙特卡罗模拟获得γ谱仪无源效率刻度效率数据作为基准,结合插值法和积分计算,从而实现无源效率刻度。并初步编写了一套与该方法配套无源效率刻度软件。将软件计算结果与蒙特卡罗模拟结果比较,最大相对误差为9.1%。     

无源效率刻度法测量高浓铀浓缩度

利用HPGe谱仪测量了高浓铀样品γ谱,分析γ谱中235U的特征γ射线163和186 keV以及238U的特征γ射线1 001 keV的峰面积。利用ISOCS软件建立测量模型,对这几条γ射线进行了无源效率刻度。实验结果显示,测量值与参考值相差+1.1%,其误差主要来源于无源效率刻度计算和峰面积计算。     

HPGeγ谱仪对体源的效率与源高度近似关系的验证

用γ谱仪分析环境样品时，常遇到样品量或样品盒高度与原刻度时的不一致，如能用事先确定的体源效率与源高度的关系对刻度系数作适当修正，则是一种实用、简便的近似方法。本实验室曾用实验方法对ＨＰＧｅγ谱仪（美国ＯＲＴＥＣ公司产品），对圆柱形体源的效率εｖ与体源高度Ｈｓ得到了一个拟合公式εｖ＝１／（ｃ１＋ｃ２Ｈｓ＋ｃ３Ｈｓ＾２）（Ｈｓ在１０￣７５ｍｍ）。本文介绍了用实际的土壤样品对该经验公式进行实验验证的方法     

基于数值积分法的无源效率刻度方案研究

无源效率刻度技术一直是核分析领域研究的热点,但现行无源效率刻度技术需依据指定探测器进行订制。基于伽马射线指数衰减规律推导了圆柱体探测器周边任意位置点源探测效率的数值积分公式。依据探测器与待测物几何结构的轴对称性和伽马场叠加原理,构建了实验室常用几何结构体源的探测效率计算方案。在笔记本电脑(CPU:i5-8250U@1.60 GHz;RAM:8.0 GB)上应用上述方法计算HPGe圆柱体探测器对马林杯水体和NaI圆柱体探测器对圆柱体土壤内多种能量特征伽马射线的探测效率,发现探测效率计算值与实验值之间相对偏差为-4.9%～3.9%,且计算时长最大为35.78秒,证实本方法能准确、快速地实现圆柱体探测器的无源效率刻度。且本文推荐方法在探测器尺寸变化的情况下仅需修改相应参数,具有很强的通用性。     

基于HPGeγ谱仪的土壤样品分析

使用宽能超低本底HPGeγ谱仪,分别采用无源效率刻度曲线法和相对测量比较法对土壤样品中226Ra、232Th、40K、238U的放射性活度进行了测量。通过对计算结果的对比分析得出:在150 keV以上的中高能区无源效率刻度方法与传统相对比较法对相同样品的测量分析结果具有很好的一致性,在无标准源可依或现场测量分析等情况下,无源效率刻度方法是一种比较理想的效率刻度方法。     

ISOCS系统无源效率刻度测量方法的准确性检验

以比较的方法,介绍了ISOCS系统无源刻度测量方法相对于传统环境样品放射性测量方法的优点,采用ISOCS系统无源刻度测量方法对环境标准土壤样品进行了测量,结果表明,ISOCS系统无源效率刻度测量方法是测量环境样品放射性的快捷、可靠的方法。     

点源效率函数确定大体积样品的HPGe探测器γ射线峰效率

利用HPGe g谱仪,用²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co混合点源分别测量样品在5个高度上、不同剖面、不同位置的全能峰效率,通过最小二乘拟合确定了点源峰效率函数的拟合参数,用该点源效率函数对f75 mm×25 mm的土壤样品的半径和高度数值积分计算可得到59.54、661.66、1 173.2、1 332.5 keV γ射线全能峰效率。将点源效率函数数值积分计算的体源全能峰效率与实测标准体源全能峰效率以及LabSOCS无源效率刻度结果进行比较,相对偏差在10%内符合,说明该点源效率函数参数确定方法是正确的。同时,该点源效率函数在计算任意几何形状的样品得到了应用,积分计算了球状样品的探测效率,并与LabSOCS无源效率刻度结果进行比较,两者相对偏差在10%内符合。     

国产无源效率刻度软件在HPGe γ谱仪上应用及评价

介绍了一款国产无源效率刻度软件的性能指标,以及用该软件对一套HPGe探测系统进行无源效率刻度应用情况。实验中,利用4个可溯源薄膜点源和2个可溯源的圆柱体体源对该探测系统进行有源效率刻度,并与使用国产无源效率刻度软件的刻度结果进行对比。比较发现,点源效率刻度上两者偏差为-0.08%~5.64%,体源效率刻度上两者偏差为3.95%~16.94%,均在可接受的范围内。实验表明:该软件用于HPGe探测系统进行效率刻度是可行的,可作为实验室γ能谱分析的辅助工具。     

层析γ扫描探测效率的无源刻度

层析γ扫描是准确定量测量中、高密度非均匀分布介质中的放射性素及其含量的重要方法,其中探测效率的确定是其关键技术之一。本文结合实验室层析γ扫描测量装置,采用蒙特卡洛方法,运用空间对称性简化计算模型,提出层析γ扫描探测效率无源刻度方法。计算机模拟和实验结果都表明了该方法的正确性和有效性。     

利用航空模型源刻度车载NaI γ谱仪系统

利用车载Na I(Tl)γ谱仪系统进行巡测之前须进行效率刻度,由于巡测特点刻度需使用大体积源,且系统体积庞大不便进入实验室。因此,传统的实验室γ谱仪刻度方法不适用于该系统。文中对采用的系统进行了介绍,对刻度的方法原理作了描述,并利用航空模型源进行了效率刻度和验证,验证结果表明效率刻度误差小于10%,最后对效率刻度不确定度来源作了分析。     

IAEA国际比对样品的γ谱分析

本实验室使用超低本底HPGe γ谱仪参加了2006年IAEA组织的γ核素放射性活度测量比对.按比对要求测量了土壤和水样中54Mn, 60Co, 65Zn, 134Cs, 137Cs, 241Am, 109Cd, 210Pb以及草样中的40K, 137Cs.使用无源效率刻度软件LabSOCS对HPGe γ谱仪进行效率刻度,γ谱分析采用Genie 2000分析软件.与IAEA的参考值相比,本实验室报出的测量值的总体接受率为89%,不被接受率为0,高于327个参加比对实验室分析结果为64%的总体可接受率,明显低于29%的总体不被接受率.     

HPGe γ谱仪体源的效率与源高度的相关性分析

本文主要介绍得到HPGe γ谱仪对同一直径的圆柱形体源的效率ε与体源高度H的拟合回归方程的方法、结果及其验证。用包含^137 Cs等10种核素、14个能量(59．5～1836．0keV)的效率刻度用特征γ射线的掺标水溶液，分别制成11个相同活度、相同直径(φ=70mm)、不同高度(5～55mm)的标准源，在本实验室ORTEC公司的P型HPGe γ谱上进行效率刻度；由对某一能量Ei得出11种不同高度源的效率εi，按二次多项式拟合，得到相应于各个能量的一组回归方程：εi=c0i cliH c2iH^2，相关指数^2在0．9954～0．9993之间。应用所得ε～H回归方程，对φ=70mm，高度分别为21、33、42和57mm的环境土样，测量^40K、^226Ra和^232Th的比活度，对其平均值的最大偏差分别为3．1％、3．9％和4．3％；对φ=70mm，高度在9～57mm的一些标准物质的测量结果，与参考值符合较好；表明ε-H拟合回归方程在相应的条件下是适用的。     

Ge（Li）探测器的体源峰效率刻度

本文介绍了用点源模拟法来刻度体源峰效率的方法和刻度结果,并与直接体源法相比较,误差约为5％。