α屏栅电离室谱仪系统的研制

介绍用于α放射性活度测量的平行板屏栅电离室谱仪系统.设计了一套带独立真空系统的屏栅电离室.该谱仪系统由三部分组成,电离室主体、充气系统及电子学系统.能量分辨率对于239Pu源可达25keV,在4～6MeV能区本底计数率为4h-1,探测效率接近50%.该谱仪系统可以测量核素的α射线能量,分析出它们的能谱结构,进而鉴定出各个α能谱所相应的核素及其相对含量和绝对含量.     

大面积、低本底α屏栅电离室的研制

在α放射性活度测量中，屏栅电离室是一种常用手段。屏栅电离室具有众多的优点，可用于α放射性源活度的绝对测量。屏栅电离室虽是一种经典的传统α能谱探测器，但由于它的一些优点，目前又具备了新的应用前景，在众多领域得到广泛应用。大面积、低本底α屏栅电离室可适用于核爆、模拟核爆试验中的核素分析，贫铀弹的核素分析，乏燃料后处理Pu和总α活度的测量，以及各种环境样品中对放射性核素的检测。     

用屏栅电离室测量混合α放射性样品内多种同位素的原子数

用屏栅电离室方法对混合α样品内4种同位素的原子数进行了测量.利用屏栅电离室测量效率高、探测立体角大,并且同时具有能量和角度分辨能力的特点,对混合α样品的自吸收和散射进行了修正,得到了比较准确的结果.该工作为进一步开展用屏栅电离室测量轻核(n,α)反应微分截面工作奠定了基础.该方法还可以用于微弱α源的测量.     

用屏栅电离室测量混合α放射性样品内多种同位素的原子数

用屏栅电离室方法对混合α样品内4种同位素的原子数进行了测量。利用屏栅电离室测量效率高、探测立体角大，并且同时具有能量和角度分辨能力的特点，对混合α样品的自吸收和散射进行了修正，得到了比较准确的结果。该工作为进一步开展用屏栅电离室测量轻核(n，α)反应微分截面工作奠定了基础。该方法还可以用于微弱α源的测量。     

基于屏栅电离室的双参数谱仪研制及其应用

以屏栅电离室为基础，同时引出其阳级和阴极信号，研制了1台能够同时记录两路信号的双参数谱仪，在DEC－3000工作站上编制程序，实现了双维谱数据的获取、显示和存储。利用所建立的谱仪，测量了α放射源的双维谱，计算了α粒子的角分布，并讨论了如何利用角分布来校正活度测量中自吸收和反散射的影响以及改善电离室阳极能谱的能量分辨率。     

废TBP/煤油中Pu和总α的测定

为了准确测定乏燃料后处理废TBP／煤油中Pu和总α活度,在蒸馏出废TBP／煤油中的煤油后,采用碳化氧化法消解TBP,阴离子交换法分离^238U和^237Np等核素,最后在洗脱Pu后,用大面积屏栅电离室-α谱仪测量总Pu。在对样品作初步处理后,测量总α的活度,并对此值作校正(以分离后总Pu中的^239,240Pu的a活度为标准)。样品分析结果表明,α核素在废TBP／煤油样品中分布不均匀。     

超大面积屏栅电离室的研制

核设施退役过程中,需对超过1 000 cm²以上的大面积超铀核素平面板放射性进行准确定量,常用无损测量方法有效测量面积均较小,且探测限较高,不能满足快速分析大面积低活度样品的需求。屏栅电离室是一种用于低水平α放射性能谱测量的仪器,可满足以上分析需求,但受制于电极加工工艺,可测样品一般小于500 cm²。为解决以上问题,研制了灵敏面积接近2 000 cm²的超大面积屏栅电离室,通过对工作气压和电压的调试优化,该电离室对²⁴¹Am电沉积源的能量分辨率为1.8%,最小可探测活度为10^-2 Bq,对直径≤460 mm的平面样品2π角探测效率为97.7%。     

大面积屏栅电离室α谱仪的研制

大面积屏栅电离室α谱仪的研制@汪建清@佟伯亭@姚艳玲@王国军     

用于快中子引起带电粒子核反应研究的屏栅电离室及双参数测量系统

本文主要介绍和描写了用于快中子引起的发射带电粒子核反应研究的具有共阴极的两个背靠背的双重屏栅电离室。用双参数数据获取系统可同时得到阳极和阴极的关联信号。由此可以研究由贴在阴极上的靶物质发射的带电粒子的能量和角分布，实验上用Ｐｕα放射源来检验屏栅电离室的基本性能，由双参数数据获取系统得到其双维谱，经数据处理之后，其角分布基本上呈现各向同性分布，对Ｐｕα放射源的能量（Ｅ＝５．４９９ＭｅＶ），其能量分辨串为～２％，此电离室已用于（４０）￣Ｃａ（ｎ，α）和￣（６４）Ｚｎ（ｎ，α）等核反应研究工作。     

10B(n,α)7Li反应角分布和总截面测量

用屏栅电离室测量了^10B(n，α)7Li反应出射α粒子的角分布和总截面。实验结果表明：入射中子能量为4-6．5MeV时，出射的α粒子角分布明显后倾，且后倾趋势随入射中子能量的增加而变大。     

用于CSNS反角白光中子源的双屏栅电离室设计及性能研究

为测量中国散裂中子源（China Spallation Neutron Source, CSNS）反角白光中子源150 keV以下能区飞行时间法中子能谱,研制基于¹⁰B(n, α)⁷Li和⁶Li(n, t)α核反应的双屏栅电离室,采用薄窗和薄底衬的结构设计。通过Garfield++、SRIM和Simcenter Magnet Electric程序对屏栅电离室的工作气体、极间距和电场分布等工作参数进行模拟设计,并采用α源及CF₄、P10、90%Ar-10%CO₂三种气体对电离室进行性能参数测试。结果表明,选定电子漂移速度快、扩散系数小,以及阻止本领大的CF4作为CSNS/Back-n束上测试工作气体,阴极-栅极和栅极-阳极间距分别为20 mm和5 mm。屏栅电离室收集区74 mm范围内是电场均匀区,场强的相对偏差≤0.03%;性能测试结果表明,工作气体为CF₄时,电离室对²³⁹Pu/²⁴¹Am/²⁴⁴Cm混合α面源具有很好的能量分辨,最佳能量分辨率为2.4%@5.48 MeV。对比平板型电离室和硅微条探测器的测量结果,验证了本工作研制的屏栅型电离室的能量分辨优势。     

用电离室测定α衰变率的校正因素

目前用于测量α衰变率的方法主要有α-γ符合,-π计数,小立体角计数、液体闪 烁计数及电离室等测量装置。这些方法各有其优缺点。电离室作为一种经典而又可靠的设备,早已用于α放射性强度的相对及绝对测量。对于核素(特别是锕系元素核素)的α放射性的能量一般为4—9MeV。电离室对于这种能量范围的α粒子的探测效率是相同的。因此在这种情况下测量,电离室是十分方便和有利的。但对于高准确度的测     

小立体角α核素活度测量装置的研制

在反应堆退役、核废物处理、去污以及环境监测中,都需要对α放射性核素进行准确地测量,因此α放射性活度计量是电离辐射计量很重要的一个方面。小立体角法测量α核素活度的方法是很早发展起来的比较简单的方法,具有很高的测量准确度,要求的测量设备简单。介绍了所研制的装置的技术性能以及与屏栅电离室双边比对的结果。在1996年     

适用于研究低能裂变碎片电荷分布的探测器装置

为研究²⁵²Cf自发裂变碎片电荷分布，建立了由屏栅电离室和ΔE-E粒子望远镜构成的探测器系统。在该系统中，将薄的屏栅电离室作为碎片的ΔE探测器，E探测器是金硅面垒半导体探测器。通过分析实验测量的4参数关联数据，得到了²⁵²Cf自发裂变碎片质量数、动能及碎片在气体ΔE探测器中的能量沉积分布等物理量。用多高斯（multi-Gaussian）分布函数对ΔE探测器的能量响应函数进行最小二乘法拟合，得到了在固定质量数A^*_L和动能条件下轻碎片的电荷分布。结果表明：该探测器系统的电荷分辨能力Z/ΔZ约为40∶1；建立起来的测量技术可用于测定²³⁵U(n,f)和²³⁹Pu(n,f)反应碎片的电荷分布。     

用屏栅电离室法和小立体角法测量样品中的^238U核素数目

用屏栅电离室法和小立体角法测量了高纯度Ｕ３Ｏ８样品中的＾２３８Ｕ核素数目。两种方法的探测效率虽相差近５００倍,但得到的结果在实验误差范围内符合得很好。     

大面积低水平α放射性能谱源的制备和样品的测定方法

本文叙述了1400cm~2的α放射性能谱源制备工艺流程和样品中α核素的测定方法。通过样品处理,用超声波粉碎,在真空干燥箱中制成大面积源。湿颗粒度≤1μm,不均匀性<9.5％。牢固性满足要求,源分辨率为70keV(对70μg/cm~2,~(241)Am),制源流程半机械化。8小时可作一个样品。 样品在大面积α屏栅电离室中测量,绘成谱图,计算α核素的比活度,全程回收率为99.1±4.6％,方法下限为6.7×10~(-4)Bq/g(固体)。还测定了7种样品中α核素的谱图和比活度,并用IAEA标准参考物质进行比对。     

小立体角α核素活度测量装置的研制

在反应堆退役、核废物处理、去污以及环境监测中,都需要对α放射性核素进行准确地测量,因此。放射性活度计量是电离辐射计量很重要的一个方面。小立体角法测量α核素活度的方法是很早发展起来的比较简单的方法,具有很高的测量准确度,要求的测量设备简单。介绍了所研制的装置的技术性能以及与屏栅电离室双边比对的结果。在1996年全国比对中,装置对~(241)Am的测量结果与比对结果平均值偏差在0.2％以内。     

高气压充氙电离室电极结构对能谱分辨率影响的模拟研究

高气压充氙电离室对能量为几百keV的γ射线有较高的探测效率。本文首先从理论上分析了采用共面栅极阳极技术高气压充氙电离室的信号产生机理,得到该电离室输出信号和电场分布的关系式;然后使用Maxwell3D软件和Geant4程序分别建立该电离室电场计算模型及蒙特卡罗模型,模拟得到其灵敏体积内电场分布及粒子能量沉积信息;最后利用上述模拟结果分析确定该电离室的输出信号受极丝数目、极丝直径和极丝距中轴的距离等的影响情况。结果表明,电离室的极丝数目越多,直径越小,距中轴越近,其对137Cs的测量谱能量分辨率将越好。本研究将对该电离室谱仪的优化设计提供参考,同时也可用于其它类型谱仪能量分辨特性的研究。     

堆照钚靶中钚及超钚核素的核物理测定方法

本文介绍了用Si(Au)面垒型探测器α谱仪,α-γ符合谱仪,高纯锗γ谱仪,Si(Li)谱仪,栅网电离室α谱仪等探测装置,对在反应堆中辐照钚靶所生成的~(238)Pu,~(239 240)Pu,~(242)Pu,~(241)Am,~(243)Am,~(242)Cm,~(243)Cm和~(244)Cm等核素进行了定性和定量测定,描述了这些方法的特点、基本原理和测量装置,给出了相对和绝对测量的结果。     

α屏栅电离室谱仪系统的研制

在α放射性活度测量中,屏栅电离室是一种常用装置,在众多领域得到广泛应用。该装置适用于各种环境样品,如土壤、水、空气、生物样品、食品、建材、地质及考古样品的测量,后处理中的α发射体、禁产核查及物料衡算样品中微量α放射性的测量,以及核设施周围环境介质中人工放射性核