BGO矩形探测元探测效率的研究

理论计算了三种不同规格BGO晶体对于^137Cs0．662MeVγ射线的探测效率,并用GEANT4进行了Monte Carlo模拟,计算值与实验中光电倍增管测得的值进行了比较,给出了不同规格晶体对γ射线探测效率的区别,三者趋势基本一致。最后用^133Ba、^22Na、^137Cs和^60Co源测量了BGO探测元的能量线性,三种晶体对^137Cs0．662MeVγ射线的能量分辨分别为18．12％、18．08％和18．12％。     

阱型HPGe探测器的效率标定及符合相加效应校正

阱型HPGe探测器是弱放射性测量的重要设备,由于其探测效率强烈依赖样品的几何形状,一般采用标定刻度系数的方法进行放射性核素活度测量.本文采用多种单能γ放射源标定了阱型HPGe探测器的峰效率和总效率,研究了测量条件下的7射线真符合相加效应,最后用已知活度的60Co、133Ba和134Cs多γ源对标定的峰效率曲线进行了扩展和检验.     

~(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)。     

YAP:Ce闪烁探测器的γ射线灵敏度研究

使用进口的新型YAP：Ce无机晶体和近年国内研制的CeF3,PbWO4配大线性电流光电倍增管组成闪烁探测器系统,用^60Co和^137Csγ源实验测量探测系统的γ射线灵敏度;并用MCNP／4B程序进行建模计算;最后对理论计算和实测数据进行了比较,分析研究。得出结论：新型YAP：Ce无机晶体对γ射线的灵敏度相对较高,对^60Co源和^137Cs源γ射线而言,是同体积的CeF2晶体的10倍多,利于γ射线测量。     

无源效率刻度法测量高浓铀浓缩度

利用HPGe谱仪测量了高浓铀样品γ谱,分析γ谱中235U的特征γ射线163和186 keV以及238U的特征γ射线1 001 keV的峰面积。利用ISOCS软件建立测量模型,对这几条γ射线进行了无源效率刻度。实验结果显示,测量值与参考值相差+1.1%,其误差主要来源于无源效率刻度计算和峰面积计算。     

元素级联γ射线的符合测量技术

介绍了一种符合测量技术,可极大地抑制康普顿坪和逃逸峰,从而凸显全能峰,使数据分析变得更为简单。该技术利用元素释放的级联衰变γ射线,用满足峰与峰相加的幅度信号作为符合信号,将符合信号作为门输入与原输入信号再进行符合即可得到凸显元素特征的不带康普顿坪的γ能谱。通过符合窗的选取,该技术可在复杂的辐射场中对特定元素进行选择性测量。     

康普顿谱仪及其对连续γ谱的测量技术

用塑料闪烁体康普顿谱仪测量了落下灰样品的连续γ能谱,提出了相应的解谱方法,用~(60)Co、~(65)Zn、~(137)Cs等γ源对此法进行了验证,最后对样品能谱进行了解析并与其他作者的结果作了比较。     

干式储藏~(137)Cs源反散射份额的计算研究

干式储藏 ~(137)Cs源由于其自身结构特点,放射源发射的γ射线中含有反散射光子,采用此类型的储藏源校准剂量计,会存在一定的偏差。本文首先建立了多源照射器实验室三维模型,利用该模型理论计算并分析了实验室墙壁对反散射峰计数的影响。然后测量 ~(137)Cs能谱,采用两种方式扣除康普顿坪并计算出反散射峰与全能峰的计数之比。实验解谱结果表明,在实验室内离源6m处反散射光子与661.66keV光子计数之比为0.090 9,实验解谱数据与蒙卡模拟数据相对偏差为-13.8%。     

MC法模拟符合选择核素全能峰

利用Geant4对含有锰元素的混合材料进行热中子活化模拟,并进行γ射线的探测。符合测量技术利用核素衰变的级联γ射线,对56Mn的特征γ射线进行选取。模拟采用~(56_Mn的846 keV特征射线作为门信号,对与846 keV相级联的特征γ射线进行选择,获取~(56)Mn符合γ谱,根据符合γ能谱验证Geat4软件能模拟~(56)Mn的级联衰变。     

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。     

~(137)Cs稳谱源的研制

通过对~(137)Csγ射线穿过陶瓷体源芯、不锈钢源壳和钨钢壳后衰减规律的研究,参考用户提供的~(137)Cs稳谱源的表面γ剂量率,确定~(137)Cs稳谱源的活度。对陶瓷体源芯吸附性能进行研究,以提高~(137)Cs稳谱源γ射线输出率的一致性,最终确定~(137)Cs稳谱源的制备工艺。经使用证明,该源的γ射线输出率准确、产品一致性好,已应用于岩性密度测井仪测井,可实现~(137)Cs稳谱源的国产化。     

反符合屏蔽低本底Ge(Li)γ谱仪

本文报道了一台由Ge(Li)主探测器和环形NaI(Tl)反符合探测器组成的高灵敏度γ谱仪的结构、性能和应用。谱仪用交替的物质屏蔽和井形NaI(Tl)反符合屏蔽降低本底。Ge(Li)探测器的体积为78cm~3,对~(60)Co 的1332keVγ射线的分辨率为2.42keV,不加任何屏蔽时峰康比为36.4,相对效率为16%,对~(187)Cs 点源γ射线全能峰的探测效率为1.6%。本谱仪在不加和加反符合屏蔽时,对~(137)Cs 点源的峰康比分别为79和333;康普顿区积分抑制因子为3.67,康普顿端抑制因子为5.2;在50—2700keV 能量范围内,本底抑制因子为3.2。在物质屏蔽和反符合屏蔽条件下,在上面的能量范围内,谱仪本底为24cpm。对~(137)Cs 点源,当测量时间为1000min、置信水平为95%时,谱仪的最小探测限(判断限)为2.2×10~(-2)Bq(0.59pCi)。本谱仪主要用于分析测量环境样品和其他低水平放射性样品中发射γ射线的核素的含量。     

几种体源的反康谱仪测量条件的实验优化

介绍了一套4π反康普顿γ谱仪系统的组成,并对其性能进行了测试,实验确定了Φ20 mm扁平源、Φ50 mm和Φ70 mm滤材样品的最佳测量条件。     

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。     

γ谱仪测量土壤样品探测效率模拟刻度研究

针对Ф75mm×25mm的土壤样品,利用HPGeγ谱仪,分别用241Am、137Cs、~(60)Co混合点源测量5种高度的样品剖面上不同位置的全能峰效率,确定点源全能峰效率随半径变化的函数关系,对该函数进行数值积分计算可以得到59.54keV、661.66keV、1173.2keV和1332.5keVγ射线的面源全能峰效率,进一步拟合确定面源全能峰效率随样品高度变化的函数参数,对样品高度进行数值积分计算得到Ф75mm×25mm样品的体源全能峰效率。结果表明,点源模拟计算的体源全能峰效率和标准体源全能峰效率进行比较,两者在10%以内符合。因此,在没有标准体源的情况下,用已知活度的标准点源模拟体源进行全能峰效率刻度的方法替代标准体源进行效率刻度方法是可行的。     

γ射线康普顿散射的能谱研究

利用10 mCi的137Cs放射源发出的662 keV的γ射线,开展了与铝棒材料的康普顿散射实验。在20°～120°散射角度范围,用NaI(Tl)闪烁能谱仪直接测量获得了散射射线的能谱。简要介绍了实验原理和装置,给出了与实验系统配套的探测效率、峰总比等数据,深入讨论了散射射线能谱的特征,获得了散射能量、散射截面与散射角度的关系,并与理论值进行了比较,验证了康普顿散射理论。最后评述了该种康普顿散射能谱测量的方法。     

γ射线级联衰变符合相加修正方法研究

γ射线级联衰变引起的符合相加干扰可导致被测量γ射线全能峰计数增加或减少,从而使测量结果偏离真实值。本文从级联符合相加产生的机理出发,以~(134)Cs为例研究了级联符合相加修正因子的数值计算方法。基于蒙特卡罗计算程序MCNP给出了γ射线全能峰效率和总效率的模拟计算方法。通过实验测量和软件计算验证了符合相加修正因子数值计算方法的准确性。针对核电厂周围环境监测中主要关注的人工放射性核素,计算了不同环境介质中γ核素测量的符合相加修正因子。计算结果表明,对于气溶胶、生物灰样品中核素~(110)Ag~m、~(134)Cs符合相加干扰可达20%以上,而对于全能峰效率相对较低的土壤样和水样符合相加干扰可大于10%,其余核素也不同程度地存在符合相加干扰。本文研究结果为γ放射性核素的准确测量和误差来源分析提供了技术参考。     

室内多道γ射线能谱仪(NaI(Tl))谱线分析

论述了以NaI(Tl)晶体为探测器的室内低本底多道γ射线能谱仪用于测量样品中^226Ra、^232Th和^40K放射性比活度的两种计算方法——谱线分解法和特征能量峰法(逆矩阵法)，并设计编制程序，分别采用这两种方法对样品谱线进行处理分析，将分析结果与高纯锗γ谱仪分析结果对比，两种方法分析同一样品的相对偏差均≤10％。     

用γ射线透射幅度谱研究管道油垢厚度的响应

用γ射线透射幅度谱研究石油管道内油垢厚度响应的模拟实验装置由^137Cs γ射线的准直束与准直的NaI(T1)探测器组成。模拟装置使用了BHl224型多道谱仪，油垢样品来自新疆。实验结果表明：在响应的对数与油垢厚度间存在很好的线性关系；油垢的测量精度为0．19cm。     

就地γ谱仪核素深度分布测量模式灵敏度研究

通过理论推导和数值计算,对"多能峰模式"、"峰谷比模式"和"准直器模式"三种就地γ谱仪核素深度分布测量模式灵敏度进行研究。"多能峰模式"采用152Eu 244、1 408 keVγ射线,"峰谷比模式"采用137Cs 662 keVγ射线,"准直器模式"采用137Cs 662 keVγ射线和就地计数系统(ISOCS)30°、90°~180°准直器。研究表明,总体上灵敏度大小依次为"峰谷比模式""多能峰模式""准直器模式"。