低本底高分辨测量技术在16N衰变的出射α粒子测量中的应用

¹⁶N的β延迟α衰变能谱在E_c.m.≈1.2 MeV处有一低能峰,该α峰的形状和高度可用于约束¹²C(α,γ)¹⁶O反应截面的E1部分,对其进行测量具有重要意义。本工作尝试采用重离子注入法对其进行测量,在兰州重离子加速器国家实验室RIBLL1放射性束流线上产生了¹⁶N放射性束流并将其注入到双面硅微条探测器(DSSD)中,利用DSSD对其β延迟α能谱进行了测量。通过选用薄的DSSD探测器、DSSD正反面能量符合关系以及DSSD点火数约束等方法,显著减小了¹⁶N衰变产生的电子对α能谱测量的干扰,将α能谱的测量阈值降低到800 keV左右,成功观测到了E_c.m.≈1.2 MeV处的低能峰。该方法为间接研究¹²C(α,γ)¹⁶O反应率开辟了一条新的实验方法。     

基于14 MeV μs脉冲中子发生器与NaI(Tl)和BGO闪烁探测器的爆炸物检测系统的研制

介绍了利用14MeV μs脉冲中子发生器、NaI(Tl)和BGO闪烁探测器建立的爆炸物检测实验系统。研究了中子感生瞬发γ能谱的时间特性，分别测量了快中子的非弹性散射γ能谱和热中子辐射俘获γ能谱。使用了NaI(T1)和BGO两种探测器测量γ能谱；NaI(Tl)探测器在测量“N的热中子辐射俘获γ10、835MeV时表现出了很好的性能，而BGO探测器则在测量^12C和^16O的快中子非弹性散射γ时得到了较好的结果。利用这两种探测器测量了22种样品，其中包括RDX、TNT、NQ3种炸药。根据NaI(Tl)和BGO测量到的中子感生瞬发γ能谱，在分析了^1H、^12C、^14N、^16O的元素含量之后，有效地实现了对炸药与普通物品的分辨。     

基于14 MeV μs脉冲中子发生器与NaI(Tl)和BGO闪烁探测器的爆炸物检测系统的研制

介绍了利用14 MeV μs脉冲中子发生器、NaI(Tl)和BGO闪烁探测器建立的爆炸物检测实验系统.研究了中子感生瞬发γ能谱的时间特性,分别测量了快中子的非弹性散射γ能谱和热中子辐射俘获γ能谱.使用了NaI(Tl)和BGO两种探测器测量γ能谱;NaI(Tl)探测器在测量14N的热中子辐射俘获γ 10.835 MeV时表现出了很好的性能,而BGO探测器则在测量12C和16O的快中子非弹性散射γ时得到了较好的结果.利用这两种探测器测量了22种样品,其中包括RDX、TNT、NQ 3种炸药.根据NaI(Tl)和BGO测量到的中子感生瞬发γ能谱,在分析了1H、12C、14N、16O的元素含量之后,有效地实现了对炸药与普通物品的分辨.     

71 NaI（Tl）对6．13MeVγ射线的长管体源的探测效率的测量

核动力反应堆一回路^16N的泄漏率L可借助放置在二回路高压蒸气钢管道旁的γ射线探测器测量6．13和7．12MeVγ射线的计数率N得到。在一回路水中，氧受快中子照射的反应产物^16N是半寿命T1/2=7．13s、衰变常数λ=0．0972的β衰变核。^16N的两个激发态退激将放射出概率为68％的6．13MeV和5％的7．12MeVγ射线。本工作采用发射6．13MeVγ射线的PuC点源测量了在长钢管内的相对效率的空间分布和参考点的绝对效率，并据此计算出效率η。     

ADS核数据实验测量装置建设及首次测试实验

介绍了基于我国大科学实验装置兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的加速器驱动的次临界系统(ADS)相关核数据实验测量装置建设及首次测试实验。该实验装置探测系统主要包括束流拾取探测器、轻带电粒子谱仪、γ探测器阵列及中子飞行时间谱仪。为了对该实验装置各探测器及相配套的电子学与数据获取系统进行整体性能测试,利用400MeV/u 16 O轰击Pb靶,对出射的中子、γ射线及轻带电粒子等产物的能谱、产额及角分布等物理量进行测量,在国内首次实现了加速器驱动的几MeV至几百MeV宽能量范围的白光中子能谱测量。实验结果表明,该实验装置运行正常,实验方案可靠、正确。     

~(20)Na β-γ-α奇异衰变模式研究

正~(20)Na的半衰期为0.448s,衰变能为13.887MeV,基态的自旋宇称为2~+,同位旋T=1,主要衰变到~(20)NeT=0或1的1~+,2~+和3~+态。因为在核结构和核天体物理方面的重要性,20Ne分离阈(Sα=4.730MeV)以上共振能级的性质一直受到广泛的关注。最近芬兰IGISOL分离器上~(20)Na衰变实验建立的衰变纲图如图1所示。这个实验只测量了缓发α,图1中10.274→5.621MeV和9.873→5.621MeVγ跃迁都来自早期不同类型的核反应研究,如~(16)O(α,γ)Ne等。根据选择定则,~(20)Na主要衰变到子核~(20)Ne的1~+、2~+和3~+态。从图1可看到,因为不满足角动量守恒,~(20)Ne的1~+和3~+态无法直接发射α到~(16)O     

MC法模拟质子治疗中靶区定位

本文利用MCNPX程序模拟了质子束入射靶区的输运过程。通过~(16)O(p,α~(13)N、~(13)N的β~+衰变、e~++e~-→2γ,得到湮灭光子分布,确定靶区位置与Bragg峰深度的关系。模拟结果显示,能量为60MeV~150 MeV的质子入射肌肉组织模体时,湮灭光子通量下降梯度最大的位置为Bragg峰位置,位置偏差2%;当90 MeV质子入射含GTV(肿瘤靶区)的肌肉组织模体时,Bragg峰位置发生移动,此时湮灭光子通量下降梯度最大的位置与Bragg峰位置相同,位置偏差1%。利用MC法确定靶区位置,更接近理想位置。     

医疗场所空气中碘-131在线探测系统模拟设计

为了实现无富集条件下对碘-131的快速精准测量,提出了针对医疗场所空气中碘-131的γ、β联合测量方法。通过Geant4建立探测系统模型,模拟研究探测系统对碘-131释放的β粒子和γ射线进行探测,其中NaI探测器和塑料闪烁体探测器分别实现对γ射线和β射线的测量。模拟计算表明,探测系统获取的γ全能峰计数、β计数与碘-131浓度之间存在线性关系。系统可首先通过获取γ能谱分析碘-131特征峰实现碘-131识别,利用γ射线全能峰计数与β射线计数之间的线性关系确定β射线贡献是否仅来自于碘-131,然后利用β射线的高探测效率进行快速测量。模拟计算探测系统测量1 h,其双3英寸NaI探测器的探测效率为1.7%,其MDC可达到19.59 Bq/m³,其塑闪探测器的探测效率为36%,MDC为7.93 Bq/m³,均显著低于38.50 Bq/m³。基于γ全能峰计数和β计数的联合计算公式计算的碘-131的浓度,相对误差≤0.6%。提出的探测系统充分利用了β射线探测效率高和γ能谱能量识别能力强的优点,通过γ能谱全能峰计数和β计数测量可实现碘-1...     

~(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)。     

寻找230U的集团衰变

使用35 MeV质子轰击ThO2,通过232Th(p,3n)230Pa反应产生目标核.用放射化学分离法从靶材料和其它反应产物中分离Pa,制备薄的Pa源.用HPGe探测器测量Pa源的γ能谱,使用聚乙烯对苯二酸酯(PTEP)固体径迹探测器记录重离子径迹,首次发现了230U发射22Ne离子的稀有衰变模式,并获得了它相对于α粒子发射的分支比为(1.3±0.8)×10-14.     

用阈探测器活化法测量50MeV/u重离子实验靶区的中子注量率、能谱和中子产额

用阈探测器中子活化法测量了50MeV/u ~(12)C离子实验靶区的次级中子平均注量率、角分布、粗略能谱,并估算了重离子反应的中子产额。     

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。     

中子诱发TNT中轻核素反应的混合γ能谱模拟

用MCNP模拟了Am-Be中子源诱发土壤环境中爆炸物各组成核素形成的瞬发γ射线在Nal(T1)和BGO探测器中的能谱,得到H、C、N、O核素特征峰计数随爆炸物质量的变化关系,研究了土壤湿度对γ能谱的影响.通过对中子诱发爆炸物的瞬发γ能谱分析,发现N、C核素特征γ射线全能峰计数之比能较好识别含水环境下的爆炸物.     

4π液闪符合绝对测量自动化装置的研制

用4π符合方法测量放射性核素的活度仍是目前国内外基本的测量手段,一些计量单位都建有类似的装置作为其国家放射性活度测量的基准装置.这种基准装置一般是指符合测量装置,它有着很多优点,但也有制源困难、无法克服源的自吸收和膜吸收等缺点.通过与液闪技术结合,建立的4π液闪符合绝对测量装置,可以很好地弥补这些不足,且很容易实现数据的自动获取和处理.该装置可绝对测量纯α衰变、纯β衰变、α-γ衰变和β-γ衰变核素以及X-γ衰变核素的放射性活度,且具有很高的精确度.     

用14MeV中子活化分析测定几种作物种子中粗蛋白质的含量

以14MeV中子轰击样品,产生~(14)N(N,2n)~(13)N核反应,测量β~ 衰变过程中放出的0.511MeV峰计数,即求得氮的含量。再用转换因子6.25,得到样品中粗蛋白质含量。 1.原理 快中子轰击样品后,由于样品中含有大量的碳、氢、氧元素,快中子在碳氢化合物中与氢核碰撞,产生的反冲质子与碳、氧产生~(13)C(p,n)~(13)N和~(16)O(p,α)~(13)N核反应,它们都产生~(13)N核素,干扰氮的测定。 我们采用草酸铵作为氮的标准样品,因为它具有与样品相同反冲质子引起的“本底”。     

Phoswish探测器测量重离子在生物组织中的核碎片

利用HIRFL（兰州重离子研究装置）产生的55MeV/u的40Ar17 离子束，用由CsI(T1) 快塑料闪烁探测器组成的Phoswich探测器，以1．5mm有机玻璃为效生物组织材料，探索了研究等效生物组织中核碎片测量的方法，对实验中可能出现的问题及解决方法进行了探讨，结果表明探测器对Z可分辨到16，元素分辨为Z／ΔZ约为40。     

丰质子核~(25)Si的β延迟衰变谱学

<正>远离稳定线原子核的结构是当前核物理领域的一个前沿热点。β衰变谱学是研究核结构的重要方法,尤其适用于低产额的滴线核。在兰州放射性束流线(RIBLL1)上开展了丰质子滴线核25Si的β延迟衰变谱学的研究。能量约80 MeV/u的初级28Si轰击厚约1 000μm的Be靶产生25Si。次级束穿透多组降能片被停阻到3块厚度分别为142、40、304μm的双面硅条探测器上来探测衰变产物。较厚的双面硅条探测器具有较高的探测效率,能提高实验过程中探测到产额     

国产Am-Be中子源4.438MeVγ射线与中子强度比值测量

本工作涉及准确测量国产Am-Be中子源发射的4.438MeVγ射线与中子强度比值R＝S_γ/S_n的实验方法。中子源的中子发射率用锰浴法进行比对测量。用Φ75mm×75mmNaI（Tl）探测器测量中子源的γ能谱;用MCNP程序模拟计算中子引起的γ本底和探头的源峰探测效率。实验与理论计算得到的R值符合得很好。综合评价已发表的R实验值,给出了R推荐值为0.575（1±4.8%）。结果表明,R值可认为是Am-Be源的一标志性特征量。     

废包壳中铀钚含量的γ分析方法研究

正废包壳测量装置能准确、快捷地测量废包壳内的铀钚含量以及相应的α活度等参数,可有效提高乏燃料后处理、废物处理处置等环节的资源利用效率。根据废包壳的来源、特点和γ测量分析技术现状,选用HPGe探测器对测量对象进行整体扫描,测量废包壳发射的γ能谱,解谱计算感兴趣特征γ射线能峰的计数率,然后利用模拟计算得到的探测效率进行探测效率修正,再结合放射性衰变规律推算γ射线发射体的活度,最后采用γ射线发射体和U的比推导废包壳中的残余燃料量。测量分析逻辑框图如图1所示。     

178Os的高自旋态寿命测量

实验工作在中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器上完成。176Os原子核的高自旋态通过重离子熔合蒸发反应152Sm（28Si,4n）‘176Os布居,束流能量为140MeV。实验用靶为1．52mg／cm21的152Sm蒸镀到7．39m∥cm2的金衬上。利用14台高纯锗反康谱仪组成的γ探测器阵列测量蒸发剩余核发射的γ射线,共累积了139&#215;10^6个两重以上的γ符合事件。