HPGe低本底反康普顿γ谱仪

本文报道了以ＨＰＧｅ为主探测器的低本底反康普顿γ谱仪，该谱仪以环形和圆柱形ＮａＩ（ＴＩ）组成阱型反符合屏蔽探测器，以钢，铅及不锈钢等材料组成复合结构屏蔽室。对＾４０Ｃｏ１３３２．５ｋｅＶγ射线，ＨＰＧｅ主探测器能量分辨率为１．８６ｋｅＶ，相对效率为３８％，在阱型反符合屏蔽条件下，谱仪对＾１３７Ｃｓ点状薄膜源测得康普顿抑制系数为４．４；峰康比为８７０：１；５０￣２０００ｋｅＶ能区内每ｍｉｎ积分本底为     

江门地下中微子实验室HPGe γ谱仪性能模拟研究

利用Geant4模拟研究HPGeγ谱仪在江门地下700 m实验室的性能。研究表明:江门地下实验室中,HPGeγ谱仪的本底(100～2 700 keV)将可达到低于0.105计数/min。该研究结果将可用于江门及其他类似实验室的低本底高纯锗γ谱仪的设计和性能参考。提出了能够进一步改进高纯锗γ谱仪性能的方法,即在HPGeγ谱仪中增加反康普顿探测器。增加反康普顿探测器后,谱仪积分本底将可减少约为原来的1/27,对~(40)K的检出限降低至μBq/kg。     

一套低本底反康普顿HPGe γ谱仪十年运行回顾

介绍了一套低本底反康普顿高纯锗(HPGe)γ谱仪系统的基本组成、工作原理和主要技术指标,回顾了谱仪运行十年来主要指标的变化情况,介绍了10年来基于该谱仪所开展的主要工作和取得的重要成果,展望了谱仪广阔的应用前景.     

两套低本底反康普顿HPGeγ谱仪技术指标的比较

以对比的手法介绍了两套结构相同的低本底反康普顿高纯锗γ谱仪在技术指标,性能上的差别,并通过详实的实验数据,对谱仪处在不同工作状态时的康普顿散射抑制效果作了细致的比较,分析了影响提高峰康比的主要因素。     

低本底反康普顿HPGeγ谱仪能量分辨率影响因素分析

简述了低本底反康普顿HPGe(高纯锗)γ谱仪系统构成与工作原理,主要分析了影响系统能量分辨率技术指标的诸因素,提出了系统最佳配置原则,为购置、安装及调试系统提供了决策依据.     

一套低本底反康普顿高纯锗γ谱仪研制过程中若干技术问题…

本文重点介绍了一套反康普顿低本底高纯锗（ＨＰＧｅ）γ谱仪研制过程中，针对遇到的一些技术问题所采取的解决方法和措施。主要包括屏蔽室的加工改造、主探头升降装置的设计、工作稳定性的改进、反符合系统的调试及谱仪刻度和样品测量等。谱仪主要技术指标为：能量分辨率ＦＷＨＭ＝１．７７ｋｅＶ（１３３２．５ｋｅＶ），峰康比６９４：１（６６２ｋｅＶ），康普顿积分抑制系数３．８（＾１３７Ｃｓ５０￣５９５ｋｅＶ），相对探测     

一台反康普顿HPGe γ谱仪的性能改造和应用

主要描述了一台反康普顿HPGeγ谱仪系统改造前后的结构和性能。由于原有系统的积分本底偏高．在对它进行性能测试、本底来源分析之后．采取了改造屏蔽室．更换低本底主探测器等措施。通过细致的调试．测试了主要性能指标。积分本底(能区50～2000keV)由原67min^-1(主探测器相对探测效率为40％)降至约20min^-1(主探测器相对探测效率为50%)。标定了滤材样品的探测效率曲线．计算了大气气溶胶取样样品中^140Ba核素的最低可探测浓度(MDC)。在大气中^212Pb浓度约0．3Bq／m^3时．^140Ba的MDC可达10．Bq／m^3。     

一套低本底反康普顿高纯锗γ谱仪研制过程中若干技术问题的解决方法

本文重点介绍了一套反康普顿低本底高纯锗（ＨＰＧｅ）γ谱仪研制过程中，针对遇到的一些技术问题所采取的解决方法和措施。主要包括屏蔽室的加工改造、主探头升降装置的设计、工作稳定性的改进、反符合系统的调试及谱仪刻度和样品测量等。谱仪主要技术指标为：能量分辨率ＦＷＨＭ＝１．７７ｋｅＶ（１３３２．５ｋｅＶ），峰康比６９４：１（６６２ｋｅＶ），康普顿积分抑制系数３．８（￣（１３７）Ｃｓ５０～５９５ｋｅＶ），相对探测效率３８．３％（１３３２．５ｋｅＶ），系统本底０．３９ｓ￣（－１）（５０～２０１４ｋｅＶ），连续４８ｈ运行，零点稳定，１３３２．５ｋｅＶ增益漂移小于０．０７％。     

低本底反康普顿HPGe γ谱仪的调试

本文报道的低本底反康普顿ＨＰＧｅγ谱仪．ＨＰＧｅ探测器对￣（６０）Ｃｏ的１３３２ｋｅｖγ射线的相对探测效率为３８．３％．能量分辨率为１．７７ｋｅＶ。在阱型反符合屏蔽下．对放在探测器端面的￣（１３７）Ｃｓ点状薄膜源的峰康比可达６８５．８：１；测量时间１００ｍｉｎ．置信度９５％时．￣（１３７）Ｃｓ点源的最小判断限为１．１２ｘ１Ｏ￣（－４）Ｂｑ。在物质屏蔽和阶型反符合屏蔽下，在５０～２１５２．８ｋｅＶ能区的积分本底为０．３４３ｓ￣（－１）。与无反符合屏蔽时相比，压缩系数大于４．５．对￣（１５２）Ｅｕ体源，谱仪积分非线性为０．０２７％。     

采用联反符合计数系统的康普顿抑制γ谱仪

本文介绍的用于低本底γ测量的小型康普顿抑制谱仪采用并联取样反符合计数系统，同时具有简单有效的物质屏蔽和数据自动采集和分析功能，在阱型反符合屏蔽条件下，谱仪对置于ＮａＩ（Ｔｌ）主探测器上方３．５ｃｍ处的＾１３７Ｃｓ薄膜源的探测灵敏度为７４．３７Ｐａ；在５０－２０００ＫｅＶ能区的积分本底为１５ｍｉｎ＾－１，与无反符合屏蔽时相比降低了６１．５％。     

低本底反康普顿γ谱仪分析谷物中放射性核素

通过比较低本底反康普顿HPGeγ谱仪两种操作模式(有反康和无反康)测量4种谷物样品中放射性活度的异同,讨论反康普顿抑制的优越性.结果显示,有反康时能谱中的康普顿基线本底有显著抑制,从低能区的2倍至高能区的5倍(60keV～1.46MeV)不等.但对特定核素的分析探测限不仅与康普顿本底有关,还与系统自身可能存在的特定能峰的本底净计数率有关.由于无~(137)Cs系统本底且反康抑制达4～5倍,测到4个样品中~(137)Cs比活度在0.03～0.06Bq/kg,而如没有反康则都低于探测限.由于系统中本底几乎可以忽略,~(234)Th探测限(0.2～0.4Bq/kg,对63keV)和~(228)Ac探测限(～0.1Bq/kg,对911keV)有反康时下降了20%～30%.由于测量期间的高氡环境本底,~(226)Ra(测~(214)Pb352keV峰)探测限有点高(0.7～1Bq/kg),反康未起作用.样品中的~(40)K高达22～144Bq/kg.     

用反符合和热中子屏蔽降低γ谱仪本底

新建的一台反宇宙射线低本底HPGeγ谱仪,在物质屏蔽的基础上采用反符合和热中子屏蔽联合方法,实验研究次级宇宙射线μ子和中子产生的本底。结果表明,反符合屏蔽(塑料闪烁探测器)能大幅度降低μ子产生的本底,还能有效抑制快中子与锗晶体和屏蔽材料非弹性散射引起的本底,100-2000keV能区反符合积分本底抑制系数可达8倍。热中子屏蔽(镉吸收片)的加入可明显降低锗晶体和屏蔽材料热中子俘获产生的本底,使511keV正电子湮灭峰本底的抑制系数由5.8倍提高到20.7倍,100-2000keV反符合积分本底抑制系提高到13.2倍。     

核衰变γ射线谱的测量

本文对我们实验室的探测系统和数据获取方法作了介绍,这两个系统即低本底反康普顿谱仪和γ-γ-t三参数快慢符合谱仪,我们核衰变谱学组常用这两套谱仪来测量伴随核衰变的γ射线.此外作为例子用这两套谱仪对252Cf自发裂变碎片衰变γ射线和伴随74As的β EC衰变γ射线的测量作了简要描述.     

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。     

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。     

低本底实验室设计

低本底γ谱仪应用广泛,屏蔽性能良好的低本底实验室能有效降低室内本底值,减少本底对低本底γ谱仪测量结果的影响,目前关于低本底实验室设计的报道较少。本文研究设计了屏蔽性能良好的低本底实验室,有效地提高了仪器灵敏度。对各种影响因素(宇宙射线、氡及其子体、地球天然γ辐射、建筑材料)进行计算和分析后发现,氡及其子体对本底几乎没有影响,宇宙射线和建筑材料为主要影响因素。针对不同因素对本底的影响程度,采取了不同的屏蔽措施,设计了满足要求的低本底实验室。     

基于反符合测量技术的HPGe γ谱仪系统峰康比影响因素研究

介绍了反康普顿HPGeγ谱仪系统的结构组成和井型反符合工作原理,对系统在有无反符合测量条件、源与环探测器相对距离以及源强对峰康比的影响进行了实验研究.实验结果表明,系统在反符合测量条件下,标尺相对位置为46.5cm,源强较弱的情况时,反符合测量技术对系统具有很好的抑制康普顿坪的作用,系统峰康比可达最佳值.     

FH1906型低本底 γ 闪烁谱仪

本文介绍了 FH1906型低本底γ闪烁谱仪的结构及性能。该谱仪可实现低本底γ分析测量,γ-γ符合测量,β-γ符合测量和低本底β测量等功能。在井形反符合屏蔽条件下,谱仪在0.05—2.0兆电子伏能量范围内的本底约37计数/分,对~(137)Cs点源的能量分辨率为10.6%,对~(137)Cs薄膜源的康普顿减弱因子(面积比)约为3.9,对~(137)Cs 小体积样品的最小可探测下限约为4.8×10~(-13)居里。     

低本底γ谱仪用的NaI(T1)闪烁体

低本底γ谱仪是指具有反符合屏蔽的一维或多维γ谱仪。它用的NaI(Tl)闪烁体包括低本底NaI(Tl)闪烁体和环形NaI(Tl)闪烁体。     

一台低本底反符合γ谱仪本底主要来源的确定

放射性核素＾４０Ｋ是我们已经研制成功的ＨＰＧｅ低本底反符合γ谱仪本底的主要来源，本文介绍确定＾４０Ｋ来源的方法及其结果，结果表明，＾４０Ｋ本底主要来自自由北京核核仪器厂的ＳＴ１０５型ＮａＩ（Ｔｌ）环探测器所使用的６个光导玻璃窗，其钾含量１５．８％，所含＾４０Ｋ总的放射性活度约为９１０Ｂｑ，同时指出了为进一步降低仪本底所应采取的措施。