CARR仪器中子活化分析自动控制系统设计

在中国先进研究堆设计了一套新的仪器中子活化分析自动控制系统。系统主要由辐照管道、样品架、样品转换器、传输装置和3套可同时连续24h工作的HPGe探测器组成。测量盒内装有无线射频识别(RFID)电子标签,对样品进行实时跟踪和定位。压缩空气作为样品传输动力。系统由组态王Kingview6.55、可编程逻辑控制器(PLC)控制,可实现批量样品辐照、冷却、测量等一体化控制。     

瞬发伽玛活化分析中3种探测器性能比较

利用中国先进研究堆(CARR)热中子束流孔道首次开展了瞬发伽玛中子活化分析(PGNAA)实验。对NH4Cl、Si、Fe、Al等4种样品进行了辐照,同时采用HPGe、LaBr_3、BGO 3种探测器对样品进行实时测量,在瞬发伽玛射线的能量为0.002~10 MeV范围内研究了3种探测器在宽能区的能量线性、能量分辨率、探测效率等性能。     

仪器中子活化分析自动化系统研究

仪器中子活化分析(INAA)自动化控制系统可减少人员劳动强度和辐射剂量,提高实验室分析容量以及测量准确度。通过对比分析自动化集成系统在INAA实验室的最新进展和最新技术,提出了INAA系统分析过程中各阶段的优化设计方案。INAA自动化集成控制系统可实现样品批量辐照、冷却、测量和分析等一体化控制,为其他实验室设计INAA自动化系统提供一定的参考。     

中子深度分析技术的反演迭代计算

针对中子深度剖面分析(NDP),采用蒙特卡罗模拟和概率迭代反演方法计算了硼在硅基底样品内的深度分布。结合CARR堆NDP实验装置,利用MCNP和Geant4软件模拟了标准样品SRM2137中硼元素的能谱图,通过MATLAB软件反演迭代推算解析出了标准样品中元素对应的浓度深度变化图。经验证,反演迭代计算方法适用于NDP系统。     

CARR堆冷中子瞬发伽玛活化分析系统及实验研究

利用中国先进研究堆（CARR）在国内首次开展了冷中子瞬发伽玛活化分析（CNPGAA）实验,采用定制加长的电制冷高纯锗（HPGe）探测器和先进的数字多道谱仪DSPEC®-502进行测量,获得了NH₄Cl样品中元素冷中子瞬发伽玛谱和本底谱等数据,同时利用伽玛放射源¹⁵²Eu、¹³⁷Cs、⁶⁰Co以及NH₄Cl产生的瞬发伽玛射线对探测器在宽能区0.1~8 MeV进行能量刻度。为降低环境辐射本底,HPGe探测器外围采用环形锗酸铋（BGO）康普顿谱仪,10 cm铅以及含⁶Li和¹⁰B材料对中子束流准直屏蔽。此外,利用金片活化法测量了CARR堆运行功率为15 MW时有无冷源情况下冷中子导管B(CNGB)末端1 m处的中子注量率,结果显示有冷源时中子注量率可提高一个量级。     

PIXE和XRF用于北京新镇地区PM2.5源解析研究

大气颗粒物(APM)对人体健康和环境的影响越来越受重视,我国增设了PM2.5标准,同时提出了大气污染的专项治理措施。本文采用GENT二级取样器在北京郊区新镇进行连续取样,并用质子激发X射线荧光分析和能量色散X射线荧光分析对北京新镇地区收集到的140个大气颗粒物样品进行了多元素分析,对测量数据进行了可靠性评价和数据重组,结合取样、气象等参数建立了新镇地区大气颗粒物污染成分数据库,利用正矩阵因子模型进行污染源解析研究。初步认定了5个主要污染源,即燃煤源(29.2%)、汽车尾气和垃圾焚烧源(26.2%)、建筑工业源(23.3%)、土壤源(15.4%)以及含氯工业源(5.9%)。并结合气象数据进行了污染源来源研究,根据条件概率函数和潜在源贡献函数的计算结果作出了污染源来源分布图,发现污染来源与周围环境基本符合。     

嫦娥五号月壤元素含量中子活化分析测定的质量保证和质量控制

精准测定嫦娥五号月壤样品的元素含量,对于探讨月壤的成因及其形成的物理化学条件、研究月球演化历史具有重要意义。为了确保利用中子活化分析测定嫦娥五号月壤样品元素含量结果的准确性和可靠性,需要做好分析过程的质量保证和分析结果的质量控制。基于中子活化分析原理和误差来源,讨论了月壤样品中子活化分析中的质量保证措施,并采用标准物质监控、重复测试、自我验证、方法比对等内部质量控制方法对月壤样品中子活化分析结果进行评价和验证。内部质控样品的分析结果满足实验室的接收标准,重复测试等内部质量控制方法显示元素定值结果具有一致性。通过分析测量数据,验证了检测结果的可靠性,证明质量保证过程和质量控制方法有效。     

PGNAA方法学的发展与现状

瞬发伽马中子活化分析(PGNAA)为非破坏性、在线测量的核分析方法。目前国际上有30多座研究堆建立了PGNAA实验室。本文介绍了三种定量瞬发伽马活化分析方法:相对法、校准曲线法、k0因子法,阐述了基本原理及其应用领域,以及针对短寿命核素高精度测量的束流斩波器技术,针对大样品测量带来的中子自吸收和伽马自屏蔽效应的内标法。此外还简介了基于CARR堆的热中子瞬发伽马活化分析装置进展情况,对国内的PGNAA问题进行了探讨。     

中子活化分析测定大气颗粒物的质量保证

仪器中子活化分析具有灵敏度高、无需样品预处理、可测元素种类多等优点,是大气颗粒物元素含量分析的常用方法之一,为污染源解析提供重要的数据基础。本文归纳整理了NAA实验室利用相对比较法和单比较器k0法分析大气颗粒物样品工作中各实验流程的质量保证过程,以及内、外部质量控制方法。     

中子深度剖面分析技术现状及发展趋势

中子深度剖面分析(Neutron Depth Profiling,NDP)因其高灵敏度、非破坏性的特点在测量元素深度分布中占有独特的优势。首先对NDP技术原理和数据处理方法进行介绍，随后对世界上几处NDP装置的设备以及相关参数进行比较，介绍了NDP技术升级方向。由于NDP技术对⁶Li高度敏感以及非破坏性的特点使其可以对锂电池进行原位测量，所以该技术特别适用于锂离子电池的相关研究中。本文对NDP在锂电池研究中的应用进行重点说明，并对其在高温合金、半导体材料及核材料中的应用进行介绍。