HPGe探测器对环状γ面源探测效率刻度研究

天然铀分解模拟装置中铀的相关反应率是研究混合堆包层设计宏观中子学的重要数据,采用活化法测量相应反应率的过程中必须对环状天然铀箔片的探测效率进行精确刻度。为了研究快速有效刻度HPGe探测器探测效率的方法,利用一系列标准伽马点源测量了轴线上6cm高度位置的点源探测效率曲线,在蒙特卡罗程序MCNP5中调整探测器内部结构参数,同时对HPGe探测器的探测效率进行模拟计算,在计算结果与实验结果能较好拟合的情况下推算探测器的死层厚度、冷指长度和半径等参数的实际尺寸。利用计算的尺寸模拟计算探测器对环状伽马源的探测效率,计算结果与实验结果在较宽能量区域(200~1 400 ke V)内在4%内符合。     

用于HPGe探测器效率标定的模拟气体刻度源的研制

准确校准测量系统的探测效率是HPGe探测器γ能谱法测量放射性气体活度的关键,放射性气体的半衰期一般较短且样品制备过程复杂,这些客观因素给效率校准工作带来很多不便。本工作提出了模拟气体刻度源的制备方案并进行了实验研究,所制备的模拟刻度源最小基质密度为0.043g/cm3,自吸收的影响小于0.5%。通过与效率参考值的比较表明,模拟气体刻度源的制备方案简单可行,所制备的模拟气体刻度源可代替气体标准源实现气体活度测量中HPGe探测器的效率校准以及探测效率的日常监督。     

体源探测效率计算及修正方法研究

用MCNP程序计算HPGe γ探测器与体源有一定距离时的探测效率,该方法对于体源探测效率的刻度有着重要意义。但是由于模型的不确定因素影响,计算结果可能有一定的偏差,充分考虑了影响偏差的因素,采用比较校正法推导了HPGeγ探测器计算体源探测效率修正数学公式。通过实验比较和理论比较方法验证修正公式,比较结果表明：MCNP程序计算体源探测效率可以作为体源探测效率刻度的有效手段。     

MC模拟HPGe探测器探测效率

利用MCNP法对HPGe探测器探测效率进行了模拟研究。实验选用~(152)Eu、~(137)Cs和~(60)Co标准源对HPGe探测器的探测效率进行刻度,并对模拟值和实验值进行了比较讨论。结果表明:与Geant4模拟结果相比,MCNP对HPGe探测器的模拟探测效率更能与实际探测效率吻合。此实验结果可为高性能HPGe探测器的设计与研发提供参考。     

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。     

182Taγ射线发射概率的测定

182Ta发射低能和高能两组γ射线,半衰期适中,是HPGe探测器效率刻度的合适标准源之一.本工作通过反应堆活化得到了182Ta放射源,制备了VYNS薄膜源.活度由4πβ 4πγ计数相加装置绝对测量,γ射线的发射率由已刻度效率曲线的HPGe探测器测量,从而得到了γ射线绝对发射概率,不确定度为0.6～1.5%.     

无源效率刻度法解析辐射环境监测γ谱可行性评价

通过对高纯锗γ谱仪无源效率刻度法的准确性验证,为该方法在辐射环境监测中的应用提供依据。选用了辐射环境监测常用的五类不同介质的标准体源,使用国产无源效率刻度软件Gammacalib分别进行效率刻度,用P型HPGeγ谱仪进行测量,验证实验结果的相对偏差在14%以内。说明在探测器和样品表征准确的情况下,无源效率刻度法作为辐射环境监测中一种辅助的方法是可行的,且可以对与标准源形状和密度差异引入的误差加以修正。     

HPGe探测器的效率曲面研究

研究了高效率HPGe探测器测量近距离面源情况下的效率曲面。通过测量8种单能γ射线核素点源在探测器表面各点的相对效率及其面源效率,拟合得到了HPGe探测器的峰效率曲面和总效率曲面的解析表达式。使用该曲面计算的^60Co、^152Eu的真符合校正因子与实验测量结果基本一致。     

基于^133Ba标准源刻度^133I取样滤盒γ总探测效率的方法研究

介绍了一种基于^133Ba标准源代替^133I标准源刻度NaI（TI）闪烁体探测器对^133I取样滤盒的．γ总探测效率的原理和方法。并从实验结果上比较了用^133Ba标准源、^133标准源做的该总效率的刻度值，两者在6％的范围内一致。     

基于数值积分法的无源效率刻度方案研究

无源效率刻度技术一直是核分析领域研究的热点,但现行无源效率刻度技术需依据指定探测器进行订制。基于伽马射线指数衰减规律推导了圆柱体探测器周边任意位置点源探测效率的数值积分公式。依据探测器与待测物几何结构的轴对称性和伽马场叠加原理,构建了实验室常用几何结构体源的探测效率计算方案。在笔记本电脑(CPU:i5-8250U@1.60 GHz;RAM:8.0 GB)上应用上述方法计算HPGe圆柱体探测器对马林杯水体和NaI圆柱体探测器对圆柱体土壤内多种能量特征伽马射线的探测效率,发现探测效率计算值与实验值之间相对偏差为-4.9%～3.9%,且计算时长最大为35.78秒,证实本方法能准确、快速地实现圆柱体探测器的无源效率刻度。且本文推荐方法在探测器尺寸变化的情况下仅需修改相应参数,具有很强的通用性。     

基于虚拟点探测器模型的HPGe探测器体源效率刻度

基于虚拟点探测器（VPD）模型应用平方反比定律,介绍了一种通过点源模拟实验进行HPGe探测器对圆柱体源样品的峰效率刻度方法。实验验证表明：在一定范围内利用该方法对圆柱体源进行效率刻度是合理可行的,并能获得较好的刻度结果,该方法可操作性强,可应用于工程实践。     

一种高纯锗能谱测井仪相对效率刻度方法

介绍了一种用於多元素分析的高纯锗测井系统相对效率刻度的方法,即所谓“自刻度”方法。这种刻度方法仅依赖於被测对象自身的中子俘获γ射线谱,不需要任何标准样品或模拟刻度井,适用于任何高纯锗探测系统。该文给出了用自刻度方法得到的三个分析结果。     

裂变气体核素γ射线效率刻度中的自吸收校正

针对裂变气体核素HPGe探测器效率刻度中的自吸收校正问题,本工作详细描述了源盒、探测器和源物质等计算中需要的参数,按照实际的几何布局建立了HPGe探测器效率的蒙特卡罗计算模型,并编制了相应计算程序。计算模型可靠性得到实验数据的验证,用该模型计算了裂变气体核素在不同源介质下的探测效率,得到了相应的自吸收校正因子。     

γ谱仪效率刻度标准源的制备

介绍了１种常用的热焊封制备γ点源的方法，并制备了几种核素的γ点源。在γ谱仪上进行了检验，得到了计算值和测量值一致的结果。同时，将高纯锗γ谱仪作了更准确的效率刻度。     

HPGe探测器死层厚度及点源效率函数研究

在层析γ扫描分析方法的效率矩阵求解过程中,建立准确尺寸的HPGe晶体计算模型对所求的探测器效率矩阵准确性有很大影响。在使用原始的实验探测器晶体尺寸建立的模型进行探测效率计算时,发现计算与实验所得的探测效率最大误差达19%。调整探测器计算模型的死层厚度可使计算结果准确度得到很大改善。研究发现,死层厚度与各测量点相对误差平均值存在线性关系,在此基础上提出一种可快速确定最优死层厚度的修正方法。使用调整后探测器晶体尺寸,计算出不同位点源位置不同射线能量下的探测效率,拟合出探测效率与点源位置及射线能量的函数关系,用于快速求得探测效率矩阵。     

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。     

高纯锗探测器探测效率研究

利用系列标准γ射线源对高纯锗探测器的探测效率进行了各种测量,与蒙特卡罗计算程序相结合,对于高纯锗探测效率进行了分析和讨论.计算效率与测量效率在4%以内吻合.在一定探测距离条件下面源与点源的探测效率在1%以内吻合,而且面源的自吸收可以用平行束在材料中的自吸收来计算;当面源靠近探测器时,由于γ射线的倾斜入射,这种方法就不适用了,需要用蒙特卡罗方法进行自吸收较正.     

~(88)Kr γ射线发射几率的测量

利用轻质海绵为填充材料,采用小体元分割法制备混合标准源,完成了高纯锗γ探测器对放射性气体源效率的校准。采用活性碳低温吸附法从235 U的裂变产物中快速提取放化纯88 Kr,并制成气体密封源,采用上述校准的高纯锗γ探测器对其进行了实验测量。利用放射性暂时平衡原理,通过子核88 Rb的活度计算得到了88 Kr的活度,进而计算出88 Kr各γ射线的发射几率,其结果的不确定度与评价值相比明显降低。     

CCD探测器的相对探测效率标定

探测器的探测效率是表征探测器性能的一个重要参数,需对其进行标定。本次试验使用复旦大学EBIT设备,以其配有的高纯锗探测器为标准,对低能X射线望远镜的CCD探测器进行探测效率的相对标定,得到在6.7、8.3、9.1、9.7、10.4、11.9和13.3 keV七个能量点CCD探测器相对于高纯锗探测器的探测效率。其讨论使用的标定方法对今后的探测效率标定工作具有意义。