圆柱体模型表面剂量率的MC模拟计算及实验比较

本工作采用美国洛斯阿拉莫斯（Los Alomos）编制的蒙特卡罗软件MCNP,对核工业航测遥感中心二级放射性计量站的地面圆柱体放射性模型（φ220cm×60cm,以下简称圆柱体模型）表面及上方不同高度处的空气吸收剂量率进行了模拟计算。 模拟计算中的几何边界处理是以圆柱体模型底面中心点为球心,以15m球半径作为圆柱体模型的上半球主气包络面时,底部以地平面作为包络面。当圆柱体模型内放射性核素发射的γ射线逃逸出上述包络面,则该光子的历史结束。     

基于反宇宙射线γ谱仪的水样品测量

本文基于本底水平较低的反宇宙射线γ谱仪,对其在水样品测量上的应用进行了探讨。文中使用水标准源对反宇宙射线γ谱仪进行效率刻度,比较不同形状水样品探测效率差异,对采集的某水样品经蒸发浓缩后测量,比较反宇宙γ谱仪与其他γ谱仪测量水样品的探测限。结果γ射线能量E＜130 keV时,反宇宙γ谱仪对马林杯($\phi$17 cm×17 cm)水样品的探测效率低于圆柱体($\phi$7.5 cm×7.0 cm)水样品,而E＞130 keV时,马林杯水样品的探测效率明显大于圆柱体样品。反宇宙γ谱仪测量马林杯水样品的探测限比圆柱体水样品探测限低一个数量级。反宇宙γ谱仪对同一水样品的探测限比常规高纯锗谱仪低一个数量级,该反宇宙γ谱仪直接测量未经前处理马林杯水样品中核素¹⁴⁴Ce、¹³⁷Cs和⁶⁰Co的探测限分别为3.07×10^-2 Bq/L、3.67×10^-3 Bq/L、3.70×10^-3 Bq/L。结论是反宇宙射线γ谱仪可用于低水平放射性水样品测量,其优势在于减少前处理时间,缩短样品测量周期,大大降低探测限,提高测量精确度。     

不明放射性物品的快速鉴别

社会上出现的不明放射性物品可能会产生确定性效应,必须对其迅速处理,作出快速准确鉴别是提出合理处置方案的基本依据。本文建立不明放射性物品鉴别方法,通过就地HPGeγ谱仪等现场检测手段、实验室HPGeγ谱仪测量、ICP-MS分析和密度测量等实验室分析手段,快速鉴定1件不明放射性物品的属性。结果表明,该不明放射性物品属高纯度贫化铀金属,其235U与238U丰度比为0.454%。     

碘化钠-塑料探测器反符合屏蔽低本底Υ谱仪

本文报道一台以φ75×75mm 的 NaI(Tl)晶体为主探测器,以φ430×500mm 的环型塑料闪烁体为反符合探测器,以另一φ75×75mm 的 NaI(Tl)晶体为符合探测器所组成的反符合屏蔽低本底γ谱仪。采用含放射性杂质少的结构物质和屏蔽材料,符合、反符合等措施降低本底。在井型反符合屏蔽条件下,主探测器在0.05—2.0MeV 能区内的积分本底为68cpm。对~(137)Cs(φ8mm)面源的能量分辨率为10.5%,全能峰效率为10.9%,康普顿散射减弱因子可达2.1;当测量时间为1000min,置信水平为95%时,面源最小可探测下限为1.13dpm。该谱仪适于环境样品及某些弱放射性样品的测量。     

氙气样品的点源效率函数法HPGe谱仪测量

用HPGe γ谱仪,在5个高度上用241Am、137Cs、60Co混合点源测量Φ75 mm×25mm空样品不同剖面上不同位置的全能峰探测效率,用最小二乘拟合法确定点源峰效率函数中的的各参数值,用该点源效率函数对φ63.50 mm× 16.66 mm的氙气体样品进行数值积分计算,得氙气体的81.0、160.6、163.9...     

就地HPGeγ谱仪校准系数的蒙特卡罗计算(英文)

采用蒙特卡罗(MC)方法和技术,建立了用于环境测量的就地HPGeγ谱仪对点源的全能峰探测效率因子(N_0/φ)和角响应校正因子(N_f/N_0)的MC计算数学模式,进而利用Beck公式,给出了理论计算就地HPGeγ谱仪测量土壤中天然和人工放射性核素的比活度校准系数(N_f/A)及其地面上1m高处的空气吸收剂量率校准系数(N_f/D)的方法。采用自编的MC专用计算软件,计算了两台就地HPGeγ谱仪的(N_0/φ),(N_f/N_0),(N_f/A)的理论值并与它们的实验值进行了比较。在能量129kev～2.62MeV范围内,上述两台就地HPGeγ谱仪,(N_f/A)的计算值与实验值一般在±6％的相对偏差范围内吻合,最大相对偏差小于±9％。     

核设施退役γ源项现场测量技术研究(英文)

非破坏性分析技术(NDA)是核设施退役特性调查中的重要技术之一。就地γ谱仪是一类可专门用于核设施建筑物和现场清污测量、放射性污染源项调查的NDA装置,其探测器必须进行合适的校准。报告给出一种新的用于核设施退役中放射性非破坏性测量的就地HPGeγ谱仪探测器的校准技术,即蒙特卡罗方法模拟计算校准技术。采用校准了的一台就地HPGeγ谱仪对中国原子能科学研究院的核设施/实验室的不锈钢管和不锈钢罐进行了现场就地测量分析,同时取样进行实验室样品分析;还对核工业航测遥感中心的大体积辐射模型(铀、镭、钍)进行了就地测量分析。就地测量结果与实验室样品分析结果及大体积辐射模型标称值的相对偏差小于±45.0%。     

就地HPGeγ谱仪偏差的实验验证

在某放射性污染场选取一块地势平坦区域,就地HPGeγ谱仪现场测量,并采样进行实验室γ谱仪分析.两种结果比较,验证了就地HPGeγ谱仪测量结果偏差.实验表明,相对于样品的实验室分析结果,就地HPGeγ谱仪对241Am、137Cs、60Co、152Eu、155Eu的测量结果偏差分别为-22%、-2%、8%、-20%、11%.     

利用土壤样品中天然~(232)Th、~(226)Ra衰变子体确定HPGe γ谱仪测量效率的研究

在土壤放射性活度测量中,利用土壤样品中天然存在的232Th衰变系和226Ra及其短寿命子体平衡时各γ光子发射率的相对关系,先确定HPGe γ谱仪对不同能量γ光子的相对效率刻度曲线,然后利用谱仪对KCl中40K1.460MeV γ光子的测量效率,实现对HPGe γ谱议的全能峰效率刻度。经与核工业放射性计量测试中心进行的同一样品分析结果比对,吻合良好。     

核事故应急航空测量方法

在目前使用的航测方法的基础上,根据γ射线传输原理,利用HPGe谱仪能量分辨率高的优势,通过定义新的物理量角响应函数F(φ,θ)和角响应截面函数S(φ,θ),提出一种用于核事故应急的航空测量方法设想,设计了一套理论计算与实验刻度相结合的刻度方案。该设想结合了HPGe谱仪能量分辨率高和NaI(Tl)谱仪探测效率高的优点,有效地克服目前     

低本底γ谱仪的本底参数测量

反符合屏蔽NaI(TI)γ谱仪是进行低本底γ能谱测量的重要仪器,中国科学院原子能研究所建造的一台谱仪已在文[1]中报导。为了进一步了解这台谱仪中本底的来源,我们测量了不同工条件下的本底计数,包括改变谱仪中脉冲幅度选择条件和符合反符合逻辑组合,以及在谱仪内加入吸收片等。实验测量装置如图1所示,通过开关K_1可以使上晶体(φ80×80mm)处于符合或反符合、用或不用的状态;通过K_2使环晶体(φ外200,φ内100,h300mm)处于反符合或不用的状态,而由主晶体(φ75×75mm)进行γ射线的分     

环境电离模型辐射体源放射性核素活度浓度的HPGe γ谱仪就地测定

本工作建立了由圆柱型环境电离模型辐射体源发射的γ光子进入HPGe γ谱仪晶体发生相互作用以及γ光子能量沉积的物理数学模型,自编了蒙特卡罗(MC)模拟软件GED8.FOR;模拟计算了一台便携式就地HPGe γ谱仪(54.8 mm×57.9 mm,ε=30.3%,FWHM=1.71 keV)就地测量模型辐射体源内放射性核素活度浓度的校准因子.利用该谱仪对核工业放射性勘查计量站的圆柱型环境电离模型辐射体源内放射性核素活度浓度进行了就地测量分析,分别测得10个模型辐射体源内放射性核素(238U、226Ra、232Th和40K)的活度浓度值,并与上述模型辐射体源的取样分析结果进行比较.对各模型辐射体源内的主导放射性核素(即所掺矿粉且含量较高的核素)而言,两种方法的结果在±6.2%的偏差范围内吻合;对于非主导放射性核素偏差较大的原因进行了分析.     

HPGe γ谱仪γ能谱高能端探测效率校准

γ能谱法分析压水堆一回路水样品过程中,为获取HPGeγ谱仪高能端的探测效率曲线,选择226Ra和232Th制成土壤标准源,利用226Ra子体214Bi和232Th子体208Tl中几条发射概率较高的!射线进行谱仪探测效率校准。获得的效率曲线经过自吸收修正和符合相加修正,得到了Φ70 mm×30 mm水溶液源高能端(1.120 MeVEγ2.754 MeV)的效率曲线。     

一套低本底反康普顿HPGeγ谱仪系统积分本底的实验研究

本文对一套低本底反康普顿HPGeγ谱仪系统的积分本底进行了实验研究,测量了谱仪系统在无屏蔽、屏蔽室以及屏蔽室加反符合三种条件下的积分本底.结果表明,谱仪系统积分本底主要来源于康普顿连续坪区和40K核素1460keVγ射线全能峰.实验确定了40K主要来自NaI (Tl)环探测器的六个光导玻璃窗及光电倍增管,两者所含40K总的放射性活度约为612Bq.     

基于用MCNP程序模拟的HPGeγ谱仪的屏蔽

采用蒙特卡罗程序MCNP模拟了实验室HPGeγ谱仪外层屏蔽物对本底γ射线的屏蔽计算，了解物质对γ射线的屏蔽效果，并在实验的基础上给出了模拟的基本数据。然后通过HPGeγ谱仪的实测谱与模拟结果相比较，以验证模拟计算的正确性。     

中国实验快堆C31系统HPGe γ谱仪效率刻度的点源模拟

中国实验快堆燃料破损覆盖气体监测系统γ谱仪采用的是ORTEC公司的HPGe γ谱仪,监测对象是覆盖气体(氩气)。由于很难找到谱仪效率刻度相对应的标准气体体源,对谱仪的效率刻度带来了困难。本文在参考大量文献的基础上利用点源模拟的方法来进行HPGe γ谱仪的全能峰效率刻度,解决了中国实验快堆燃料破损覆盖气体监测系统(C31系统)谱仪效率刻度的困难。     

IAEA国际比对样品的γ谱分析

本实验室使用超低本底HPGe γ谱仪参加了2006年IAEA组织的γ核素放射性活度测量比对.按比对要求测量了土壤和水样中54Mn, 60Co, 65Zn, 134Cs, 137Cs, 241Am, 109Cd, 210Pb以及草样中的40K, 137Cs.使用无源效率刻度软件LabSOCS对HPGe γ谱仪进行效率刻度,γ谱分析采用Genie 2000分析软件.与IAEA的参考值相比,本实验室报出的测量值的总体接受率为89%,不被接受率为0,高于327个参加比对实验室分析结果为64%的总体可接受率,明显低于29%的总体不被接受率.     

硅二极管＋Csl晶体γ射线探测器的研制进展

核材料的长期自动监测需要合适的放射性探测器。本工作采用CsI晶体耦合硅二极管制作探测器。γ射线作用于CsI晶体,激发荧光,硅二极管收集荧光并产生电信号,从而实现对γ射线的探测。 硅二极管选用10mm×10mm,与之匹配的晶体类型有10mm×10mm×5mm、10mm×10mm×15mm、10mm×10mm×40mm、25mm×25mm×40mm等,结合前放电路和γ谱仪,进行了核材料γ射线模拟测量研究。 通过对2g高浓铀的比对实验表明,耦合CsI小晶体具有较好的能量分辨,但探测效率     

干扰核素对便携式HPGeγ谱仪全能峰效率的影响

采用~(152)Eu点源作为干扰核素,模拟高本底复杂环境对~(57)Co、~(133)Ba低能核素全能峰效率的影响。用高、中、低能三种点源在距离便携式HPGeγ谱仪探头25 cm处,以不同次序叠加测量,分析所得全能峰效率与其单独放置时测量结果的相对偏差,并与固定式HPGeγ谱仪测量结果进行比较。结果显示:~(152)Eu点源对~(57)Co和~(133)Ba主要能量峰效率的影响量最大为7.1%,最小为1.3%;在三种特定叠加次序下,各能量峰效率的平均相对偏差均在4%以内。且与固定式HPGeγ谱仪测量结果一致。     

钢铁样品中天然放射性核素的分析

本文报告了利用HPGe反康普顿谱仪分析钢铁样品的结论,其中包括效率刻度、样品制备和测量,以及确定样品中天然放射性核素含量的γ峰选择方法等。