LaBr3(Ce)探测器对MB容器中气态β+电子湮灭γ光子探测效率的数值计算

基于蒙特卡罗,建立数学几何模型,用数值计算方法模拟计算了LaBr3探测器对不同体积的MB容器中气态β+电子湮灭产生γ光子的探测效率.数值计算结果与MCNP软件模拟结果在一定范围内一致.本文为计算LaBr3探测器对气态β+粒子的探测效率提供了一套可行的理论计算方法,同时为开发一套无源效率刻度软件做了铺垫.计算结果为实验刻...     

LaBr3(Ce)探测器探测效率影响因素研究

LaBr₃（Ce）晶体是一种性能优异的新型无机闪烁体,是制作闪烁体探测器的优异材料。LaBr₃（Ce）探测器在核测井、环境监测、核医学等领域得到了广泛应用。探测器的探测效率是探测器设计和研制的一个重要指标,利用Geant4工具包建立LaBr₃（Ce）探测器的探测模型,对影响探测器的探测效率的相关因素进行研究。结果表明：探测效率与晶体截面形状、尺寸有关：矩形截面的探测效率低于圆形和方形截面,而且晶体径向尺寸越大而长度越短,探测效率越高;LaBr₃（Ce）探测器的探测效率与射线的能量有关：能量越高,探测效率越低;同时,若是发散的放射源,与探测器间距越小闪烁体的探测效率越高。通过探测器探测效率的影响因素分析,对基于LaBr₃（Ce）探测器研究和设计具有一定的参考价值和指导意义。     

LaBr3(Ce)探测器点源效率函数研究

点源与探测器相对位置发生变化时,探测效率会发生很大变化,确定探测效率随探测距、角度变化的函数关系有利于快速得到点源在任意位置处的探测效率。利用蒙特卡罗软件MCNP5模拟计算了¹⁵²Eu、¹³⁷Cs、⁶⁰Co点源在特定位置处的探测效率,与实验结果相比,最大误差不超过6%。基于MCNP5对3.81 cm LaBr₃(Ce)探测器做效率刻度,并计算了点源在探测器正面2π空间范围内不同位置处的探测效率,拟合了探测效率与角度和距离的函数关系。结果表明：点源探测效率最大值出现在与探测器轴线夹角90°处,随着探测距离和能量的增大,角度对点源探测效率的影响逐渐减小;空间位置对探测效率的影响实际上是对点源相对于探测器的空间立体角效率。基于效率函数可计算出特定能量γ射线在空间任意位置处的探测效率,对LaBr₃(Ce)探测器效率矩阵的求解及效率刻度具有一定的参考价值和指导意义。     

便携式LaBr3(Ce)γ谱仪稳谱技术研究

稳谱作为γ能谱分析领域的重要任务之一,其主要作用是抑制探测器因环境变化而形成的"谱线漂移".实验探讨了一种基于LaBr3(Ce)探测器的便携式γ谱仪稳谱技术.该技术利用LaBr3(Ce)探测器自身本底谱中的36 keV与天然本底谱中40K的1460 keV特征峰作为稳谱使用的参考峰,采用自定义的能谱关联度公式对实测能谱...     

LaBr3(Ce)晶体阵列γ相机设计

设计了一款基于16×16 LaBr_3(Ce)晶体阵列耦合H9500型PSPMT的γ相机,读出电路采用DPC方案。测试结果表明:DPC电路中心区域定位能力较好,在边缘区域显示出压缩效应;泛场图中心区域约7×8的晶体阵列可清晰地被区分,但边缘区域出现了明显的压缩效应;对于1.1×10~5 Bq的~(137)Cs源,经过10 min能够观测到源的存在;放置于距离入射窗口77 cm的3.7×10~5 Bq的~(152)Eu源,相机能够比较准确地判断源的相对方位,但在重建图片中存在伪影。     

小型LaBr_3(Ce)探测器测量γ能谱处理方法研究

针对小型LaBr_3(Ce)探测器的特点,提出了选择低能谱道域的方法分析样品中U、Th、K的含量。对比分析不同谱线平滑方法与本底扣除方法的效果,确定了采用最小二乘拟合法和SNIP法对能谱进行处理。结果表明,该能谱处理方法将分析误差降低到10%以内,可满足地面γ能谱测量要求。     

Nal（Tl）晶体探测器对β^＋粒子湮灭产生的γ探测效率

利用蒙特卡洛方法计算了ＮａＩ（Ｔｌ）晶体探测器对Ｍａｔｒｉｎｅｌｌｉ Ｂｅａｋｅｒ容器中β＾＋衰变气体衰变后β＾＋粒子湮灭产生的γ的总探测效率。计算中,由于考虑了β＾＋粒子的湮灭几率与物质密度相关这一因素,因而得到了总的γ探测效率高于把γ源看成均匀体源的效率的结论。     

NaI(Tl)晶体探测器对+粒子湮灭产生的γ探测效率

利用蒙特卡洛方法计算了NaI(Tl)晶体探测器对MarinelliBeaker容器中β 衰变气体衰变后β 粒子湮灭产生的γ的总探测效率。计算中 ,由于考虑了β 粒子的湮灭几率与物质密度相关这一因素 ,因而得到了总的γ探测效率高于把γ源看成均匀体源的效率的结论     

LaBr3（Ce）探测器在爆炸物检测中的应用

LaBr3(Ce)探测器具有高的能量分辨率和良好的能量线性响应等特点,在γ射线的测量中展示了优良的性能。本工作基于爆炸物检测的应用背景,介绍了LaBr3(Ce)探测器的特性、现状和研究进展,采用标准γ源对其性能进行了测试,并与BaF2、NaI(Tl)、LaCl3(Ce)等几种探测器进行了比较。结果表明,LaBr3(Ce)探测器在爆炸物检测方面具有良好的应用前景。     

基于LaBr3(Ce)晶体耦合SiPM阵列的可变角分辨率伽玛相机的设计与研制

编码孔径成像技术由于探测效率高、信噪比高、角分辨率好、成像质量稳定可靠等优点而广泛应用于核安全、核设施的去污及退役的测量、核医学等领域。建立通过改变编码准直器和探测器之间距离进而实现可变角分辨的伽玛成像系统。整个成像系统主要由编码准直器、位置灵敏探测(position sensitive detector, PSD)、数据采集卡以及图像重建系统组成。该成像系统的编码准直器采用修正均匀冗余阵列(modified uniformly redundant array, MURA)编码方式,为了保障对较高能量射线的探测能力,编码准直器的材料采用含钨量90%的钨铜合金,PSD通过LaBr₃(Ce)晶体耦合SiPM阵列组成,重建算法采用的是直接互卷积算法,快速高效。测试结果显示,整个位置灵敏探测器的平均能量分辨率为4.96%(662 keV);该辐射成像系统可以准确地对Am-241、Cs-137、Co-60进行清晰成像,并通过改变编码准直器和探测器之间的距离成功分辨出两个Cs-137点源的位置。     

Si(Li)探测器对体状X射线源的探测效率

本文用蒙特卡罗方法确定Si(Li)探测器对体状X射线源的探测效率。在体状源被压缩到近似点状源的情况下,用模拟方法所得的效率与能量的关系曲线,同标称值有很好的符合。     

LaBr_3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究

近年来一种采用LaBr3:Ce晶体的闪烁探测器被研发出来,这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率,在662 keV大约为3%。利用蒙特卡罗通用程序MCNP4C分别模拟计算了LaBr3:Ce晶体和NaI(Tl)晶体的γ能谱,模拟能谱与相应的实验测量能谱符合很好。研究还发现晶体尺寸大小对能量分辨率没有影响,能量分辨率不随晶体体积的增加而提高。同样晶体尺寸下通过模拟探测不同入射能量γ射线的峰总比R(E)计算值与NaI(Tl)晶体的模拟值和实验值比较发现,LaBr3:Ce晶体对中高能量γ射线的探测效率较高,而在较低能量时探测效率低于NaI(Tl)晶体。     

基于LaBr_3:Ce探测器的~(241)Am-Be中子源测井研究

针对国内中子测井所使用探测器探测效率不能满足实际应用的情况,采用~(241)Am-Be中子源和LaBr_3:Ce探测器在中石油公司一个放射性同位素中子测试井中对H、C、Fe等几种地壳元素进行了测量,并与现今测井常用的锗酸铋(Bismuth Germanium Oxide,BGO)探测器进行对比测量。测得的能谱结果对比发现,进行地壳元素测量时LaBr_3:Ce探测器比BGO探测器具有更高的能量分辨率,并且在相同外部测试条件下BGO探测器探测到Fe峰非常微弱。因此将LaBr_3:Ce探测器进一步应用到测井中的市场前景广阔。     

LaBr_3(Ce)γ谱仪在燃料元件破损监测中的应用研究

为了实现用LaBr_3(Ce)γ谱仪实时监测压水堆燃料元件的破损,对该谱仪系统在燃料元件破损监测中的几个关键问题进行了研究。通过实验测试与蒙特卡罗(MC)模拟计算,提出了使用LaBr_3(Ce)γ谱仪测量一回路冷却剂中裂变产物~(135)Xe和~(88)Kr的活度浓度来判断燃料元件是否发生破损的方法,并对该方法进行了验证。对某反应堆一回路冷却剂进行测量的结果表明,基于LaBr_3(Ce)γ谱仪的燃料元件破损监测方法可有效避免监测中的干扰因素的影响,降低了定量测量中的不确定度。     

Si(Li)探测器低能区的效率刻度

通过测量19keV电子束轰击厚碳靶产生的韧致辐射能谱，在低能区（>1keV）对Si(Li)探测器进行了探测效率刻度。厚碳靶的理论韧致辐射能谱由Monte-Carlo程序PENELOPE计算，并用²⁴¹Am标准放射源确定出效率刻度曲线的绝对值。采用本工作的刻度方法确定的效率刻度曲线误差主要来源于用标准放射源绝对化的误差，约为5%。将所得初步实验结果与理论计算值进行了比较，并采用最小二乘法对探测器各厚度参数进行了拟合，除Au接触层厚度外，拟合的各厚度值与探测器生产商提供的数据较为吻合。     

NaI(Tl)晶体探测器对面源的γ绝对探测效率

用数值积分方法计算了ＮａＩ（Ｔｌ）晶体探测器对Ｍａｒｉｎｅｌｌｉ Ｂｒｅａｋｅｒ型容器内表面源的γ绝对探测效率。     

HPGe探测器对圆形面源探测效率的研究

实验刻度了GEM60P4型高纯锗(High Purity Germanium,HPGe)探测器在H=250mm处对三种圆形面源(φ24 mm、φ80 mm和φ90 mm)的峰探测效率,结果表明,这三种源的效率基本一致。采用MCNP模拟了φ40–160mm内的圆形面源效率,研究了探测效率随样品直径的变化关系,并采用Geant4计算了圆形面源对同轴探测器的有效立体角。对φ90mm以上的样品源,探测效率随源直径的增大在逐渐减小,且高能γ射线效率减小程度较快,需采用标准源进行效率刻度。