蒙特卡罗模拟确定γ射线衰减系数函数及参数

在中低密度样品中,γ射线的线衰减系数主要由γ射线能量和样品密度决定,采用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)程序模拟计算了多种γ射线能量和多种样品密度条件下的线衰减系数,对线衰减系数模拟值进行多元非线性回归,确定了以γ射线能量和样品密度为因变量的线衰减系数函数及参数。实验测定了三种能量γ射线在6种不同密度样品中的线衰减系数值,并与模拟所得函数值进行比较分析。结果表明,所得函数值与实验值的相对误差均在7%以内,蒙特卡罗程序计算所得函数值与实验测量值较为吻合,所采用的函数模型准确验证了线衰减系数与γ射线能量、样品密度之间的关系特征。     

室内氡子体测量及其有效剂量估算

运用α粒子连续空气监测仪Alpha-7A,采用连续测量滤纸上氡子体活度浓度的方法分别对地上和地下某室内环境氡子体浓度进行测量,就活度浓度变化的分析结果进行有效剂量估算。实验研究结果表明:环境因素对氡子体活度浓度值影响较大。一定测量时间范围内,218Po与214Po活度浓度随测量时间不断变化,且存在相对稳定值;212Po活度浓度随测量时间线性变化,线性变化斜率大小k与环境密切相关;氡子体α潜能所致年平均有效剂量的保守估算值均低于2000年调查结果。     

基于150 MeV电子束的光中子特性模拟分析

高能中子源是研究高能太空宇宙射线中子对人体和电子仪器辐射损伤的必备装置,基于高能电子加速器的光中子源是目前能够提供较高能量白光中子的方式之一。本工作以清华大学先进加速器实验室的激光电子加速器束流参数为基础,借助Geant4对产生的光中子的能量特性、产额特性、角分布特性、时间特性进行了分析。模拟结果表明,Φ2 cm×2 cm的圆柱体Ta靶时,150 MeV电子束流可产生最高能量约为110 MeV、中子产额约为1.2×10~5n/10~7e-、出射时间在0~100 ns之间呈负指数分布的几乎各向同性的光中子。根据拟合的中子能量-出射时间离散指数函数,估算得到对产生的1~100MeV中子,在飞行距离为5m时中子飞行时间的时间分辨率好于2.23%。本工作为该加速器的光中子产生和实验测量工作提供了参考依据。     

PGNAA水泥分析系统中原料水含量影响分析及自校正技术研究

水泥原料中Ca、Fe、Si、Al等元素含量的高低决定着水泥的品质,而元素的含量与其对应的峰面积呈正比。由于氢元素既影响快中子慢化效率,同时又具有很高的热中子俘获截面,因此,本工作利用蒙特卡罗软件MCNP建立了基于252 Cf中子源的瞬发γ中子活化分析(PGNAA)水泥在线分析系统模型,分别对0%~5%水含量下的水泥原料进行模拟分析。通过解谱分析分别得到各关键元素的峰面积,分析了水含量变化对关键元素峰面积的影响,并建立了水含量自校正模型。结果显示,本文所建立的自校正模型能将未知水含量状况下各关键元素的峰面积校正为不含水状况下的峰面积,有效剔除了原料中水含量的影响,从而提高了各关键元素的测量精度。     

BP神经网络方法在α粒子能谱分析中的应用

针对α能谱低能拖尾现象严重、采用数学函数拟合时参数意义模糊等问题,提出将BP神经网络方法应用于α能谱分析工作中。通过搭建基于MATLAB平台的BP神经网络模型,分别进行α谱线预测和元素种类判断。首先选取可以表征能谱信息的参数作为输入,利用网络强大非线性映射功能,实现对α能谱的预测。其次以能谱全谱信息作为输入,通过对输入的数据信息进行归纳分类,判断出核素的种类。实验将预测谱线与原始能谱对比,其相关系数在0.99以上,残差范围在2%左右波动,能准确预测出α能谱。在核素种类的预测结果中,以低于1%的误差准确对实验中的两种核素进行判断。分析表明,神经网络具有准确、简单等优点,能较好地应用于α能谱分析工作中。     

特快中子测量中探测器角度模拟与屏蔽条件实验研究

采用Geant4对100 Me V电子轰击Ta靶产生的中子和光子的能量和角度分布规律进行模拟研究,对特快中子和光子能量和数量的角度分布情况比较分析,确定了探测器的探测角度;结合中子能量测量原理与实验现场实际情况,确定了探测位置。在基础铅屏蔽条件下,对比不同厚度前向屏蔽铅的光子脉冲宽度分布,确定了特快中子能谱测量的最佳屏蔽铅条件。