计算机模拟γ测量谱

一个建立在微机DOS环境下的计算机模拟γ射线测量谱系统以一个实测的^135Cs谱作为模板,对活化测量谱和同位素源的γ射线谱进行了成形模拟。谱中包含了对全能峰、康普顿沿、康普顿坪和反散射峰的模拟。模拟系统具有谱峰面积计算、谱成形、谱显示、谱处理、谱存盘等功能。利用该模拟程序对^137Cs源、^152Eu源、^60Co源的γ射线谱以及锆样品和岩石样品的中子活化测量谱进行了模拟,模拟谱与实际测量谱非常接近。     

MCNP模拟HPGe谱仪γ能谱的初步实验验证一例

利用MCNP模拟高纯锗γ测量系统探测得到的60Co与152Eu混合源的γ谱,并从总谱计数率和全能峰计数率两方面比较了MCNP模拟的γ谱与实验测量谱之间的差异。从比较结果看,MCNP具有较好的准确度,能够满足利用MCNP开展进一步工作的需要。MCNP给出的模拟总谱计数率较实验谱低20%左右。全能峰计数率的模拟结果分析则表明在能量400~1 000 keV的区间上,模拟结果非常接近实验值。     

MeV中子穿透~9Be板状样品评价中子核数据的基准检验

为检验次级中子泄漏谱及其角分布,利用飞行时间法测量了出射角为90°的板状9Be样品的泄漏中子谱。同时,以CENDL3.0、ENDF/B-6、JENDL3.3、JEF3.0/3.1等库作为中子输运计算的数据库,采用MCNP程序对实验装置及条件进行了精确模拟。在3～14MeV能量区间,将实验结果与模拟结果进行了     

NaI(Tl)探测器γ模拟谱修正方法研究

目前,利用MC软件模拟γ谱,对γ谱仪进行无源刻度已得到广泛应用。但是存在着γ模拟谱与实测谱在康普顿坪区差异较大的问题,难以将γ模拟谱用于γ谱的定量分析。本研究针对此问题,以NaI(Tl)探测器γ谱的MC模拟为主要研究内容,对不同能量、不同条件的γ模拟谱与实测谱进行了对比分析,建立了NaI(Tl)探测器γ模拟谱的修正方法,得到了不同能量、不同条件下的γ模拟谱康普顿坪区的修正因子。经修正,γ模拟谱与实测谱在康普顿坪区的最大相对偏差不超过±2.38%。将所建修正方法用于NaI (Tl)探测器的γ谱分析,不仅能缩短γ谱的测量时间,也能大幅提高MC方法用于γ谱解析的准确度。     

中重核素加速器质谱测量的实验谱模拟

加速器质谱测量中重核实验中存在多种离子的干扰,从而给实验谱的核素分析和在束确认带来困难。为了解决这一问题,我们建立了中重核素加速器质谱测量的实验谱模拟方法,用此方法的分析结果与实验测量结果进行了比较,结果显示此方法可以很好用于核素的分析。     

NE230液体闪烁探测器对~(24)Naγ射线的响应

建立了 NE2 30液体闪烁探测器γ射线谱仪 ,用该谱仪测量了 2 4 Na源的γ射线 ,并将测量结果与 NE2 13探测器的测量结果进行了比较。运用蒙特卡罗程序对实验所用探测器的γ射线进行了计算模拟 ,发现 NE2 30实验结果与计算结果相差比较大。对探测效率及测量谱形的差异进行了探讨。     

NE230液体闪烁探测器对^24Naγ射线的响应

建立了NE230液体闪烁探测器γ射线谱仪,用该谱仪测量了^24Na源的γ射线,并将测量结果与NE213探测器的测量结果进行了比较。运用蒙特卡罗程序对实验所用探测器的γ射线进行了计算模拟,发现NE230实验结果与计算结果相差比较大。对探测效率及测量谱形的差异进行了探讨。     

T(d,n)4He强流中子发生器的中子能谱和角分布模拟计算

采用将厚靶分割成薄靶的方法对厚氚钛靶、260keV氘束流能量条件下T(d,n)⁴He反应中子源的能谱和角分布进行计算。以分割法计算得到的能谱和角分布数据为基础,建立了D-T中子源Monte-Carlo模拟抽样模型,在考虑中子发生器各元件材料及实验大厅墙壁对快中子的慢化、散射和吸收的条件下,采用MCNP程序对兰州大学3×10¹²s^-1强流中子发生器260keV氘束流能量下的中子能谱和角分布进行了模拟,给出了模拟结果。为检验模拟结果的可靠性,与实验测量能谱进行了比较,Monte-Carlo模拟谱和实验测量谱基本符合。     

弯中子导管CNGB末端中子波长谱的实验测量和模拟研究

<正>中国先进研究堆导管大厅有4条弯中子导管,分别是CNGA、CNGB、CNGC和CNGD。实验测量和模拟了CNGB末端横截面不同位置中子波长谱。测量和模拟结果示于图1、2。从结果可看出,中子波长谱沿垂直方向峰形基本无变化(测量结果之间变化很小,模拟结果之间没有变化),而中子波长谱沿水平方向峰形变化明显。如果将     

重屏蔽条件下铀材料丰度的时间关联测量分析

针对高原子序数物质屏蔽下的铀材料,提出了一种新的技术方法来估算其铀丰度。首先,用D-T中子发生器的14 MeV中子对铀材料及屏蔽层进行主动质询,同时利用裂变射线探测器得到裂变中子/γ射线时间关联测量谱。然后,利用成像探测器建立的断层扫描图像得到铀材料及屏蔽层的几何和材料参数,并调用不同的铀丰度参数进行蒙特卡罗模拟计算,得到时间关联计算谱。最后,寻找与测量谱最匹配的模拟谱,确定铀材料的实际铀丰度。通过对比裂变射线探测器实验测量得到的所有裂变中子/γ射线时间关联谱,结果发现在各种屏蔽层状态下,高浓铀材料与贫化铀材料的时间关联谱均存在显著差异,可用时间关联谱作为区分不同铀材料丰度的重要技术特征;对于相同铀丰度和屏蔽状态下的铀材料,模拟谱与测量谱吻合较好,表明时间关联谱的模拟与实验分析可为铀材料铀丰度的估算提供技术基础。     

高通量堆16N在线监测仪MC模拟研究

本文提出一种基于NaI(Tl)探测器与BGO探测器进行反符合测量~(16)Nγ散射能谱,以实现对高通量工程试验堆一次水~(16)N比活度在线监测的方案。采用MCNP5程序与GEANT4工具包对~(16)N监测仪测量装置的屏蔽体、过滤器与BGO晶体尺寸优化及~(16)N散射谱测量进行蒙特卡罗模拟,并选择实验测量~(137)Csγ源散射谱进行对比验证。模拟分析表明:在选择合适厚度的铅屏蔽体、锡过滤器以及BGO厚度下可以提高~(16)Nγ谱峰康比。     

海水就地γ能谱的MC模拟

近年来,时有发生的海洋核事故引起了人们对海洋放射性监测的重视。为了充分了解海洋放射性的特征,应用海水就地γ能谱仪进行了海水本底、点源及体源实验,同时进行了相应的MC模拟。模拟谱与实测谱的对比发现两者的主要特征基本相符,γ能谱变化规律一致,体源探测效率和探测下限的模拟结果与实际值基本一致。结果表明,海水就地γ能谱的MC模拟是可行的,模拟不仅可作为实验的重要补充,并能为海水就地γ能谱测量提供可靠的相关参数。     

绿豆胰蛋白酶抑制剂Fe-S配合物的穆斯堡尔谱研究

我们采用小分子量的酸性蛋白质——绿豆胰蛋白酶抑制剂为配体,人工模拟了天然植物型(2Fe-2S)铁氧还蛋白(简称Fd)。模拟物Ⅰ的穆斯堡尔谱为两组四极分裂谱。其中一组(S峰)的谱参数与天然植物型Fd相似,另一组双峰(C峰)在植物型Fd中未发现。模拟物Ⅰ的磁性测量及ESR测量结果也与植物型Pd(氧化态)不同。 改进了模拟条件,增加了一试剂Na_2S·3H_2O,得到的结果为模拟物Ⅱ。其穆斯堡尔谱仅有一组双峰,谱参数与天然植物型Fd相近,I.S=0.24mm/s,(相对于α-Fe),Q.S=0.65mm/s。这说明其中的铁均为高自旋     

启明星1#装置快热分界面的中子能谱实验测量与理论计算

加速器驱动的快-热包层耦合次临界装置--启明星1#内的中子能谱对于验证系统设计具有重要意义.采用多箔活化法测量了启明星1#装置内快谱区与热谱区分界面上的中子能谱,利用SAND-Ⅱ及MIST程序进行解谱.同时,采用MCNP程序,通过完全真实三维模拟加速器中子源、快-热耦合包层及反射层情况,得到理论计算谱,并作为活化法解谱的初始输入谱.将实验测量结果与理论计算结果进行比较,二者一致,从而验证了理论计算的正确性.     

快脉冲硬X射线能谱测量实验研究

研究设计了以解析吸收片后的透射率来测量快脉冲硬X射线辐射场能谱的实验方法。对实验方案进行了理论模拟设计,并获得了解谱必要的理论数据,通过测量不同吸收片后光强的实验方法获得了透射系数,用微扰的数学方法完成了测量谱的解析,复现了测量位置处快脉冲硬X射线辐射场能谱,最后对该方法的可靠性进行了验证。     

板状Bi样品泄漏中子和γ谱实验测量与模拟计算

通过飞行时间法,测量了氘氘脉冲中子与不同厚度209Bi样品作用后61°和119°方向的泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱,样品尺寸分别为30 cm×30 cm×5 cm、30 cm×30 cm×10 cm和30 cm×30 cm×15 cm。采用BC501A液体闪烁体探测器测量0.8～3.2 MeV能区的泄漏中子飞行时间谱,钾冰晶石探测器（CLYC）测量0.2～0.8 MeV的泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱。用MCNP-4C程序对泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱进行了模拟计算,²⁰⁹Bi的评价中子核数据分别采用了CENDL-3.1库、ENDF/B-Ⅷ.0库、JENDL-4.0库以及JEFF-3.3库中的数据,模拟结果分别与实验结果进行比较分析,研究结果表明,泄漏中子谱CENDL-3.1库的模拟结果在119°方向弹性峰位置有较严重的低估现象,JENDL-4.0库在1.5 MeV附近（第二非弹能区）有一定高估,而在低能区有明显低估;泄漏γ能谱JENDL-4.0库和JEFF-3.3库的模拟结果与实验结果偏差明显,而CENDL-3.1库符合较好。     

HPGe测量连续硬X射线能谱的方法研究

采用数值模拟与实验测量相结合的方法,完成了探测系统刻度,得到了该探测器对单能光子的能量全响应函数,在此基础上探索出改进的剥谱法,对测量得到的连续硬X射线能谱进行解析,扣除了测量谱中非光电效应对每道计数的贡献,复现了测量位置处的实际能谱,并对该能谱测量方法进行了误差分析,提出了进一步完善措施。     

组织等效正比计数器对单能中子响应的测量及模拟

在辐射防护中,组织等效正比计数器（TEPC）可作为主动式剂量计用于中子辐射场监测。采用研制的球形TEPC对加速器单能中子进行测量,获取了0.36、0.65、0.8、1.0、1.3 MeV各单能中子的微剂量谱,根据测得的线能谱计算了吸收剂量和平均品质因子,进一步得到了剂量当量,并与利用注量-周围剂量当量转化因子计算的结果进行了对比。采用FLUKA蒙特卡罗软件模拟了TEPC对各单能中子的响应,并与实验进行了比较。结果发现,理论模拟和实验测量符合很好。实验与理论结果均表明研制的球形TEPC对上述各单能中子具有较好的剂量当量响应。     

基于双共轭梯度法医用加速器轫致辐射谱的重建

本文应用双共轭梯度(BiConjugate Gradients,BiCG)法对4MV、10MV和15MV医用加速器的轫致辐射谱进行重建.以蒙特卡罗(MC)法的模拟结果为理论值,将BiCG法与Francois的谱向量代数(Spectral Vectorial Aalgebra,SVA)法的重建结果进行的比较表明,在透射系数未引入测量误差或测量得到的信噪比(SNR)较高时,在4 15MeV能量范围内,BiCG法比SVA法重建后的轫致辐射谱更加接近理论值;随着信噪比SNR的下降,BiCG法重建后的轫致辐射谱出现不稳定现象,而SVA法重建的结果则比较稳定.     

HPGe测量连续硬X射线能谱的解谱方法研究

结合数值模拟得到的单能光子在HPGe探测器上能量响应函数，用改进的剥谱法对测量得到的连续硬X射线能谱进行解谱。扣除测量谱中康普顿、反散射等效应产生的计数对测量能谱的影响，得到了仅反映探测器对光电效应的能量响应的能谱。最后，通过效率修正，完成了测量谱到实际能谱的还原,为连续硬X射线能谱解析提供了可靠方法。