质量控制谱法校正惰性气体氙β-γ符合谱能量漂移

针对CTBT放射性核素台站惰性气体氙β -γ符合谱能量漂移问题,提出了一种基于质量控制(QC)谱的谱能量漂移校正方法,利用质量控制谱中的γ能谱和二维β -γ符合谱分别对γ探测器和β探测器的能量漂移进行校正,确定氙样品二维β -γ符合谱中四种放射性氙同位素(131mXe,133mXe,133Xe和135Xe)的符合能量区域,实现了放射性氙同位素活度浓度的准确定量分析。     

~(137)Cs源稳谱技术对γ能谱测井结果的影响

为了达到稳定的γ能谱测量,必须向γ射线探测器提供一个稳定的参考信号。在国产的FD-121型γ能谱测井仪和其它类型的γ能谱仪中,采用了~(137)Cs源作为γ能谱的参考信号源。~(137)Cs的半衰期为30.174年,所幅射的γ射线能量为0.661MeV。采用~(137)Cs源自稳技术的主要缺点是:能量为0.661MeV的~(137)Cs的γ谱峰容易与能量为0.609MeV的~(214)Bi的γ谱峰重叠,并形成一个合成γ谱峰。合成γ谱峰的位置介于0.609和0.661MeV之间。当外部γ强度(~(214)Bi)增大时,合成γ谱峰的位置逐渐向0.609MeV靠近(图1)。     

CeBr3探测器原位测量海洋γ放射性核素模拟研究

针对海洋环境本底复杂、人工γ放射性核素含量低导致目标核素测量精度低的问题,提出将CeBr₃闪烁体探测器应用于海洋γ放射性核素原位测量的方案。通过MC模拟,计算分析了CeBr₃探测器对海洋环境中常见人工γ放射性核素的探测效率、有效探测距离、在海水中的本底能谱(包括探测器自身放射性)、最小可探测活度浓度(MDAC)等,并与传统NaI(Tl)、LaBr₃(Ce)探测器的性能进行了对比分析。研究结果表明,所提出的海洋原位γ放射性测量方案能够弥补传统低分辨率NaI(Tl)探测器与复杂本底LaBr₃(Ce)探测器在海洋环境下对γ射线测量的不足,对提升海洋原位γ探测器在海洋放射性污染监测的智能预警能力以及对海洋环境资源的保护能力等方面具有重要意义。     

环境水样自动监测装置的效率标定及Monte Carlo模拟

为获得自动取样监测装置中的NaI(Tl)探测器对于低水平环境水样中人工放射性核素137Cs比活度,对NaI(Tl)探测器γ能谱响应进行了实验标定与Monte Carlo模拟,分别模拟了探测器对137Cs点源的能谱响应,探测器置于铅室内137Cs溶液中央的能谱响应。探测效率与峰总比的模拟计算结果与实际值基本一致。结果表明,利用经较高比活度实验结果验证的MC计算模型,可校正低活度水平环境水样的测量值,为在线监测方法的建立提供了技术支持。     

机助物理分析方法

单道γ能谱仪GP-1,它是由探测器,铅室、高压稳定电源、脉冲幅度分析器、稳谱装置和自动定标器等组成。该仪器体积比较庞大,电路较复杂,但每件可以单独使用,组合也比较灵活,经过多年使用已为大家所熟悉,目前仍为铀矿地质主要的物理分析仪器。 仪器的不同组合可以适应不同的物理分析方法,如应用β-γ法分析样品铀时或γ闪烁法测铀时可以选用提供探测器的高压电源及自动定标器就可。β-γ-γ能谱法综合分析样品     

基于判断限的高灵敏度γ峰筛选方法

天然放射性核素是全面禁止核试验条约(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty,CTBT)放射性核素台站气溶胶样品的主要放射性成分,CTBT相关放射性核素的弱γ峰处于这些天然放射性核素形成的复杂高本底基线上。针对高环境本底基线上弱γ峰检测难题,提出了一种基于判断限的γ峰筛选方法,结合二阶导数寻峰法,显著提高了HPGeγ能谱中弱γ峰的准确检出率。使用IMS核素台站获取的HPGeγ能谱对该峰筛选方法进行测试,结果显示:峰识别率为97.4%,峰误识别率仅为10.4%。     

EAST聚变装置上的金属材料活化研究

聚变实验装置停机后辐射剂量主要来源于各种金属材料的活化,分析活化材料产生的放射性核素,获得材料活化的原因及规律有助于确保装置维护期间人员剂量安全。利用先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)聚变实验装置对常用金属材料进行活化实验,结合总峰面积法、Wasson峰面积法和曲线拟合法对高纯锗γ谱仪所测能谱进行分析。结果表明:受照金属样品存在人工放射性核素,且这些核素的探测器计数率与样品辐照位置密切相关,通过比较发现Wasson峰面积法对弱峰峰面积具有较高的计算精度。若不考虑生物屏蔽墙的活化,EAST装置在当前运行参数条件下,停机后大厅内的辐射剂量主要由~(56)Mn、~(99)Mo、~(76)As、~(64)Cu、~(51)Cr、~(58)Co、~(59)Fe、~(54)Mn、~(60)Co等放射性核素贡献。     

γ谱法监测环境中放射性气溶胶

为了更有效地对环境中放射性气溶胶进行监测,探讨了γ谱法测量放射性气溶胶的监测方法。该方法将环境中气溶胶颗粒过滤到滤膜之上,利用配以闪烁体探测器的γ谱仪测量过滤膜上的γ放射性气溶胶颗粒的γ能谱,通过γ能谱解析来获得环境样品中放射性核素类型及其活度。实验结果表明:该方法可有效地监测放射性气溶胶,对环境样品中放射性核素具有一定的鉴别能力。     

通道式车辆放射性测控系统对γ放射性核素活度探测阈值的测定

论述了通道式车辆放射性测控系统对γ放射性核素活度探测阈值的测定方法.探测阈值是针对某一确定γ放射性核素而言的,表示对该核素可探测的最低活度,表征了放射性测控系统的探测能力,同时也是设置系统报警阈值的依据.探测阈值可通过探测器本底计数率的统计涨落以及对参考测量点活度响应的测量结果计算获得.对于确定的参考测量点,探测阈值与探测器本底计数率统计涨落和γ放射性核素的能谱相关.     

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。     

基于形态学变换的核素能谱寻峰算法

针对多核素复杂源项难以实现核素分辨测量情况,提出了一种基于数学形态学的核素能谱寻峰算法,成功的解决了复杂能谱峰位识别、重峰剔除、弱峰漏检难题。将该算法植入数字化γ能谱仪对多种核素混合源项进行能谱平滑、形态学白帽变换、假峰滤除及峰位计算实验,结果表明该算法完全可用于复杂源项核素分辨测量。     

核脉冲高速高精度峰值采样保持电路的研究

高性能峰值S/H电路是核脉冲高速高精度采集系统的关键.从准高斯波形出发,从理论上导出了核脉冲峰值S/H电路的孔径时间与脉冲成形时间的关系及ADC转换速度与脉冲计数率的关系.分析了常用脉冲峰值S/H电路的性能,给出了峰值S/H电路设计的一般原则.最后介绍了基于PKD01芯片焦化塔双能γ射线液位测量仪峰值保持器的设计.     

直流高压电源纹波的实验研究

以数字示波器为主要测试设备,提出了从时域、频域、统计域三个角度描述直流高压电源纹波的方法,并分析了时域纹波频谱分析中可能存在的失真问题及解决办法.     

Depth-dose distribution of proton beams using inelastic-collision cross sections of liquid water

Complete physical processes contributing to the shape of the depth-dose distribution and the so-called Bragg peak of proton beams passing through liquid water are given. Height, width and depth of the Bragg peak through investigation of collisions of the projectile, nuclear processes and stochastic phenomena are discussed. Different analytical models for stopping cross sections which lead to Bragg peak are contrasted. Results are also compared with GEANT4 package simulation.     

平均Quittner峰面积法

对于上述方法,Quittner参数L_l、L_h、K_l和K_h如何确定,是一个问题。尤其是对统计涨落较大的弱峰,i_l和i_h位置的变化(即L_l和L_h改变)对结果影响较大(如果K_l、K_h较小)。为此,我们提出了一种新的峰面积计算方法,称平均Quittner峰面积法。     

吸收体对γ闪烁能谱的影响

吸收体对于γ闪烁能谱的影响表现为随着吸收体厚度的增加，峰康比和峰总比减小。计算了这种影响。通过实验给出了一定条件下，峰康比和峰总比与吸收体厚度间关系的经验公式，讨论了它可能的应用。     

核脉冲微分峰位检测电路的研究

高性能峰位检测电路是峰值保持器的关键.从电路传递函数出发,分析了准高斯核脉冲经CR微分电路后波形表达式和幅度变化,讨论了核脉冲峰位与微分过零点的关系,并用MATLAB软件进行了数值计算.结果表明,无源CR微分电路不能准确地测出核脉冲峰位,电路灵敏度低、通频带窄;有源CR微分峰位检测电路可以准确地测出核脉冲的峰位,灵敏度高、通频带宽.最后介绍了基于有源CR微分峰位检测电路煤矸石能谱仪峰值保持器的设计.     

辐射剂量计——石英375℃的热释光(TL)峰

我们观察到了石英375℃热释光峰存在灵敏度的变化.把石英作为剂量计来使用时,应当对375℃热释光峰作适当校正,以保证辐射源强度标定的准确性.     

一种新的死时间内事件丢失的补偿方法及其实现

用计数的方法解决脉冲幅度分析器系统的谱峰幅度损失问题，然后根据丢失脉冲的个数进行补偿是解决幅度分析系统中死时间问题的有效方法，详细介绍了这种死时间内事件丢失补偿的方法原理及其在实际中的应用。     

新型高性能脉冲峰值保持电路

本文介绍了两种新型跨导型脉冲峰值保持器，分别用于多丝正比室（ＭＷＰＣ）和复合晶体闪烁探测器（Ｐｈｏｓｗｉｃｈ）输出脉冲信号的形状和幅度分析。电路的跨导放大级采用跨导型集成运算放大器，使电路结构简单化，且性能优良可靠，能响应输入脉冲最小上升时间分别为５０ｎｓ（Ｐｈｏｓｗｉｃｈ）和５００ｎｓ（ＭＷＰＣ）的信号，在４０ｄＢ的动态范围内，两电路的积分非线性均好于０．１％，特别适用于空间γ射线观测。