用于微剂量测量的圆柱型无壁组织等效正比计数器

本实验室设计研制了一台圆柱型无壁组织等效正比计数器。该计数器由直径为0.3mm 不锈钢阳极丝及其周围16根直径为0.1mm 不锈钢阴极丝组成。计数器灵敏体积直径为20mm,高20mm。计数器置于近乎球形的直径为600mm 的不锈钢密闭容器内,待测点源的最大移动范围约为300mm。实验表明,组织等效气体压力为25和100mmHg 时,计数器分辨率分别为16.9和11.8%;8小时稳定度为±0.54%(包括计数器高压及电子学记录系统);线能量测量下限为0.1keV/μm。     

气体电子倍增器的研制及性能测试

气体电子倍增器(GEM)以其独特的性能在辐射探测器领域得到了广泛的应用,对50μm厚聚酰亚胺(kapton)薄膜利用真空热蒸发和激光掩膜打孔法制作GEM膜,孔径100μm,孔距223μm,并封装流气式探测器,有效探测面积3mm×3mm。5.9keV55F e X射线测量了GEM在不同高压和混合气体比例时的脉冲幅度分布情况。讨论了高压和气体比例对探测器计数率和能量分辨率的影响。结果表明GEM具有较高的信噪比,能量分辨率可达18.2%。     

圆柱形涂硼正比计数管的性能参数研究

为了确定涂硼正比计数管的最优性能参数,运用Diethorn公式,对4种不同设计的涂硼圆柱正比计数管的倍增系数、阴阳极尺寸、电场强度分布、气体压强和最小工作电压这些参数进行了研究。结果表明:电子倍增发生在阳极附近几十μm的范围内,阳极丝直径的减小可导致周围电场强度加大,最小工作电压随阴阳极直径增加而提升,充气压力的降低也会使倍增系数变大。确定涂硼正比计数管的最优设计方案为:阳极为半径6μm镀金钨丝、阴极为半径30 mm不锈钢合金、工作电压为1 000 V、填充气体为0.6×105Pa的95%Ar+5%CH4(P5)。     

用于高能微焦点工业CT的旋转式辐射转换靶研究

转换效率高、散热性能优异的辐射转换靶是高能微焦点工业CT的关键部件,本文设计了一种适用于高能(6 MeV)微焦点(直径约100μm)工业CT的先进旋转式辐射转换靶。通过模拟分析辐射转换靶X射线转换效率和热沉积,确定最优转换靶厚度,从而设计、加工出旋转式辐射转化靶,并成功应用于中国工程物理研究院应用电子学研究所高能微焦点工业CT验证装置。对比实验结果显示,在相同工况(电子束能量6 MeV,宏脉冲长度5 ms,宏脉冲流强1.5 mA,焦斑直径100μm)下,固定靶被电子束熔融,而旋转靶则能够承受电子束的轰击,验证了旋转式辐射转换靶的有效性和可靠性。     

微剂量测量装置和方法的研究

本文介绍了为模拟在棒状生物体中线能 y 分布的测定而设计、制造的圆柱形组织等效壁正比计数管和测试系统的结构及性能。模拟组织的尺寸范围为0.2—6μm,当模拟1.12μm 组织时,y 的可测下限为0.1keV/μm。文中给出了~(60)Co、~(137)Cs、~(226)Ra 三种γ射线和~(241)Am-Be中子、14MeV 中子的微观能量沉积谱和剂量平均线能 y_D 值。本文还介绍了一种用于高线能射线 y 分布测量的不同增益谱的连结技术。     

高灵敏、好分辨率BF_3计数管的研制

中子测量的一个重要内容是测定接近于天然中子本底剂量水平的中子数。在宇宙物理研究、辐射剂量防护、加速器和反应堆设计、运行、监察等方面离不开中子本底数据。目前,测定低水平中子数的探测器多数还是采用外包慢化体的BF_3正比计数管。由于是接近本底水平的中子测量,要求探测器:(1)灵敏度高。BF_3计数管的灵敏度同BF_3气体压力p、计数管直径b~2和长度成正比。故要求制高气压大直径BF_3计数管,如管直径50mm、长1100mm,BF_3气体压力为600mmHg的大计数管,其灵敏度约150cps/n·cm~(-2)·s~(-1)。(2)有良好的谱特性。要求计数管由中子产生的脉冲幅度分布谱和γ分布谱间有宽的分布区分界限。在长期连续(昼夜24小时不间断)测量中,电路状态(工作电压、放大倍数、甄别阈值)缓慢漂移,中子计数不损失,噪声、γ计数不混入。大都要求微分谱分辨率<10％。(3)能满足大面积测量。计数管一致性要好,几个计数管有相同的分辨率和幅度(峰位),便于多管并联,排成计数管阵列。另外,各种类型BF_3计数管最佳(或者说极限)分辨率的寻求,对于深入研究(n,a)核反应事件、正比计数管机理和计算、以及谱形状与气体纯化工艺有关的热力学问题等是必不可缺的。研制高灵敏、好分辨率BF_3计数管的意义不限于中子测量本身。     

CFETR NNBI验证样机X射线辐射屏蔽设计

中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)负离子源中性束系统(Negative ion based Neutral Beam Injection system,NNBI)验证样机拟引出负氢离子束。离子束在产生和传输过程中,束粒子与样机结构材料固体靶相互碰撞,将产生韧致辐射(X射线),当CFETR NNBI验证样机运行在设计的参数下(束能量为200 keV,流强20 A),距离离子源真空壁(真空壁厚2 cm)1 m处的壁外剂量率高于一般工作人员辐射剂量率限值(10μSv·h~(-1))。为了降低辐射剂量率,确保工作人员辐射安全,本文通过对样机进行辐射屏蔽理论计算与模拟研究,提出了将样机下沉加铅板的屏蔽设计方案,并开展了辐射模拟分析。结果表明:该方案满足CFETR NNBI验证样机运行的辐射安全要求。     

X射线空气比释动能(诊断水平)标准装置的建立

为了实现诊断水平X射线剂量率值的准确测量,并开展量值的溯源与传递工作,本文根据IEC 61267—2005标准的要求,建立了管电压40~150 kV、剂量率1.0×10^-3~10 Gy/h的X射线空气比释动能(诊断水平)标准装置,实验测量给出了不同辐射质下的辐射场特性,并评定给出了辐射场空气比释动能率的相对扩展不确定度。实验测量结果表明,RQR5辐射质在距离X射线光斑焦点1.0 m处,均匀性＞99.0%的辐射野为ø8.0 cm,均匀性＞95.0%的辐射野为ø10.0 cm;散射对辐射场的贡献＜0.9%;在1.0~5.0 m范围内的距离平方反比律偏差＜2.0%;标准电离室测得辐射场剂量率重复性为0.1%。对RQR2~RQR10系列与RQT8~RQT10系列辐射质的半值层和同质系数进行测量,其半值层偏差不超过±0.09 mm,同质系数偏差不超过±0.02。辐射场空气比释动能率的相对扩展不确定度评定结果为U_rel=3.8%(k=2)。辐射质特性实验测量结果表明,X射线空气比释动能(诊断水平)标准装置的各项性能指标均满足IEC 61267—2005等标准要求。     

(20-300)kV X射线参考辐射装置的建立

为了推进X射线空气比释动能基准量值传递工作的开展,建立了(20-300)kV X射线参考辐射装置。距离X光管焦点1 m的均匀野处,建立了CCRI会议推荐的两组低能X射线参考辐射质50kV(a)和50 kV(b),采用拟合方法测量得到的半值层、同质系数与推荐值相差2%以内。通过蒙卡模拟软件EGSnrc研究两组参考辐射质的能谱分布情况,并计算了其平均能量,分别为33.3和28.1 keV。     

基于国产厚型气体电子倍增器的低能电子二维位置探测器

为探测0.1-50 Me V低能电子脉冲束流的位置分布,研制基于国产厚型气体电子倍增器(Thick Gaseous Electron Multiplier,THGEM)的二维位置探测器,位置分辨要求好于200μm,灵敏面积为50 mm×50 mm。THGEM的孔径为150μm、孔间距400μm、厚度100μm。用Geant4模拟了薄膜窗厚度、空气层厚度等对电子透过率和横向扩散的影响。根据模拟结果,优化了探测器的结构和设计。并用能量为5.9 ke V的X射线源55Fe测试不同工作气体的增益,单层最大增益好于1×10~4,双层最大增益好于6×10~4,能量分辨率好于23%。     

放射性气体活度绝对测量

文章描述了一台β放射性气体活度绝对测量装置以及测量结果，装置建成之后，用＾８＾５Ｋｒ及＾３Ｈ对端效应，壁效应，吸收效应以及电子在玻璃绝缘体表面上的吸附效应等作了认真仔细的实验测定和研究，最后测得该装置的系统不确定度为０．２４％，重复性为０．．１％。本次测量的＾８＾５Ｋｒ及＾３Ｈ样品的标准误差分别为０．０６％及０．１％，合成不确定度为０．２６％。     

葡萄糖溶液化学剂量计特性的研究

辐照后的葡萄糖碱性溶液在267nm 处有一特征吸收峰。当葡萄糖溶液浓度和碳酸氢钠溶液的浓度都为0.1M,受照剂量在1×10~5—1×10~7rad 范围时,吸光度峰值与吸收剂量呈线性。温度从5℃至35℃时,温度系数为 0.9％/℃。吸收峰值有衰退,但在低温下衰退大为减慢。本文还讨论了葡萄糖溶液和碳酸氢钠溶液的浓度及其它因素对辐照响应的影响。     

乙烯基三甲基硅烷等离子体聚合反应历程

应用色谱—质谱(GC-MS)及裂解色谱-质谱(PGC-MS)测定了乙烯基三甲基硅烷等离子体聚合反应中的气体冷凝物及聚合物,研究推导了等离子体聚合反应历程。单体在气相中被电子撞击,然后扩散到基底,在基底发生链增长和链终止反应。     

原型微堆中心控制棒和反射层效率的测量

文章介绍了在微型堆零功率实验装置上用脉冲法、断源法和周期法对原型微堆中心控制棒及反射层效率测量的结果,并进行了讨论。     

盘荷波导通带特性的计算

本文介绍计算带耦合器的盘荷波导通带特性的一种方法。计算结果与实验资料基本相符。利用它可以分析各种公差对加速系统通带特性的影响和探索改善通带特性的可能途径。     

确定X线诊断中人体剂量的实验研究

本文介绍了在 X 线诊断照射中受检者所受剂量的一种估算方法。对自行设计制作的非均匀人体模型进行了实验,测定了几种 X 线诊断时体模内的吸收剂量;并应用 ICRP 第26号出版物所推荐的权重因子,估算了有效剂量当量与体表射线入射口的照射量之比值。     

盘荷波导耦合系数的计算

一、引言盘荷波导腔间的耦合特性主要由相邻腔间的直接耦合系数k_0和与下一个腔(即第n和n+2腔)之间的间接耦合系数k_1表征。k_0主要反映盘荷波导相对带宽的大小。在盘荷波导中,通过栏片孔的电耦合古主导地位,k_0为正,是一种向前波结构。k_1主要反映通带曲线中部的微小变化。由于耦合谐振腔链模型也可用来分析工作于行波状态的盘荷波导的一些重要特性,了解耦合系数与结构参数的关系是十分有意义的。     

辐照卷烟的生物毒性研究

本文阐述了~(60)Coγ射线对香烟的生物毒性的影响。用香烟烟气冷凝物做了Ames试验,人胚肺细胞遗传毒理实验,及吸烟对小白鼠生殖能力的影响实验。结果表明,吸收剂量低于10KGy~(60)Coγ辐照并不增加烟草的生物毒性。     

指数过滤规律假设在多分散度钚气溶胶浓度监测中的适用性考察

本工作实际观测了粒径差别较大的两类多分散度钚气溶胶在国产1号超细纤维滤布不同深度中的捕集显分布,考察了指数过滤规律假设在其浓度监测中的适用性。     

正子素形成几率与云团反应机理

本文对e~+云团中反应的机制及其对正子素形成几率的影响作了进一步的研究。提出了激发分子也有可能对Ps形成作出贡献的观点,并提供了描述三重态正子素(O-Ps)形成几率(I_3)并能反映激发能转移方向的理论近似式。通过对含弱电子清除剂的二元分子介质中I_3值的分析,提出了“共振复合反应”机理。在此基础上解释了弱电子清除作为添加剂对分子介质中I_3值的影响。