模拟气体标准源法校准反应堆惰性气体监测仪效率

为准确校准惰性气体监测仪对气体源的γ射线全能峰效率,制备了以可发性聚苯乙烯（EPS）颗粒为基质材料的马林杯放射性模拟气体标准源,模拟气体标准源装样密度为4.1 kg/m³,其中含²⁴¹Am、¹⁰⁹Cd、⁵⁷Co、⁵¹Cr等8种单能γ射线发射核素。利用该模拟气体标准源,对反应堆惰性气体现场监测仪的HPGe探测器γ射线全能峰效率进行了校准,校准覆盖能区为60～1836 keV,校准的效率标准不确定度最大为4.4%。同时采用点源代表点法进行了效率校准,并将模拟气体标准源与代表点位置处的点源效率校准结果进行对比,发现在校准能区内二者的效率比不为常数,效率偏差最大达28%,通过效率传递系数可减小偏差,且可得到效率传递系数拟合曲线。最后在81 keV能量点处,得到模拟气体标准源与标准气体源的效率比为1.26,此值可作为模拟气体标准源的实际应用参考。     

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。     

用气体符合测量装置测量~(133)Xe活度

正为解决裂变燃耗诊断、核燃料元件破损监测以及反应堆排出物监测等放射性气体测量中对~(133)Xeγ射线81keV低能点的效率刻度问题,建立了放射性惰性气体活度符合测量装置,并开展了气体活度测量以及~(133)Xe气体模拟源研究。测量装置采用β-γ符合方法,测量~(133)Xe气体活度。探测     

干扰核素对便携式HPGeγ谱仪全能峰效率的影响

采用~(152)Eu点源作为干扰核素,模拟高本底复杂环境对~(57)Co、~(133)Ba低能核素全能峰效率的影响。用高、中、低能三种点源在距离便携式HPGeγ谱仪探头25 cm处,以不同次序叠加测量,分析所得全能峰效率与其单独放置时测量结果的相对偏差,并与固定式HPGeγ谱仪测量结果进行比较。结果显示:~(152)Eu点源对~(57)Co和~(133)Ba主要能量峰效率的影响量最大为7.1%,最小为1.3%;在三种特定叠加次序下,各能量峰效率的平均相对偏差均在4%以内。且与固定式HPGeγ谱仪测量结果一致。     

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法刻度水中γ放射性在线监测装置探测效率

检验了蒙特卡罗(MC)方法刻度水中γ在线监测装置探测效率的可行性和准确性。用MCNP4C模拟装置中的Na I探头对水中~(137)Cs和~(60)Co的探测效率,与点源代替体源效率标定的实验结果相比较,偏差范围小于10%。再根据模拟计算的全能峰探测效率刻度曲线,估算水中γ核素的活度浓度,与实验室取样分析的偏差为-12.6%。结果表明,基于正确的MC计算模型,模拟Na I对水体γ放射性的探测效率,简便易行,可应用于工业废水及饮用水等领域在线γ监测的效率刻度工作。     

溴化镧探测器的晶体表征与全能峰效率计算

无源效率刻度技术已在辐射探测器的效率刻度中得到了广泛的应用。本文基于点源效率实验及蒙特卡罗模拟计算方法,对溴化镧探测器的晶体尺寸进行了调整;在此基础上,计算得到不同位置处全能峰效率的计算值。点源效率实验的验证结果表明,在121～1 332 keV能量范围内,γ光子全能峰效率的计算值与实验值的相对偏差小于±5%。     

标准椅全身计数器对不同年龄组均匀体模源全能峰效率的刻度

本文介绍了用标准液体源均匀充入聚氯乙烯制的体模,刻度标准椅全身计数器〔φ8″×4″(NaI)〕的方法和结果。分别就代表6个年龄组的体模,测定了标准椅全身计数器对5种能量(364,637,898,1460和1836keV)γ射线的全能峰效率;给出了全能峰效率与γ射线能量和被测对象体重的关系曲线。     

反应堆惰性气体监测HPGe γ谱仪效率校准

正为准确确定反应堆气态流出物中主要放射性核素的活度浓度,利用研制的模拟气体源对监测用HPGeγ谱仪进行了效率校准。研制的模拟气体源为1L不锈钢外壁马林杯源,基质材料为聚苯乙烯颗粒,基质装样密度为4.1g/L。模拟气体源含8种单能γ射线发射核素,每种核素活度不同,活度范围为5～100kBq,覆盖的γ射线能量范围为59.54～1 836.06keV。经测试,研制的模拟气体源均匀、稳定,满足效率校准需求,其中源均匀性为1.6%。利用研制的模拟气体源校准了HPGeγ谱仪     

蒙特卡罗模拟确定HPGe探测器点源效率函数及参数

在探测器晶体体积一定的情况下,HPGe探测器点源效率主要由γ射线能量、角度和探测距决定。利用极坐标对点源进行空间定位,试验测试了不同角度和探测距条件下137Cs和60Co点源的γ能谱,同时采用MCNP程序模拟计算HPGe探测器不同角度与探测距条件下γ点源效率,并与实验值进行对比和校正。结果表明,探测角度在0-9π/24,γ点源效率模拟值与实验值之间全能峰净计数的相对偏差均在8%以内。最后对γ点源效率模拟值进行多元非线性回归,确定了在特征γ射线能量下,以角度和探测距为因变量的点源效率函数及其参数。     

基于点源~(133)Ba刻度~(131)I探测效率的面积加权法

介绍了利用~(133)Ba点源的γ能峰(与~(131)I的γ能量相近)通过面积加权法对NaI(Tl)探测器模拟刻度碘盒中的~(131)I探测效率的原理和方法.其模拟刻度结果与标准刻度方法效率(~(133)Ba和~(131)I碘盒标准源刻度探测效率)进行了比较,其相对误差分别为7.15%和1.34%.研究表明,~(133)Ba点源面积加权法刻度NaI(Tl)探测器对碘盒中的~(131)I探测效率是一种简便而可靠的方法.     

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。     

溴化镧探测器效率刻度与晶体表征

利用三种不同的放射性标准点源对溴化镧探测器的能量与道址关系曲线、能量与半高宽、全能峰探测效率曲线进行了实验研究;然后利用蒙特卡罗方法和实验探测效率曲线对溴化镧探测器的尺寸进行了表征,建立计算模型。根据计算模型,模拟计算在不同位置、能量区间在100~1 500 keV范围内的γ射线的全能峰探测效率。模拟结果与实验结果的相对偏差绝大部分处于±5%以内,说明计算模型是准确可靠的。     

MCNP模拟HP-Ge探测器效率刻度曲线

利用MCNP模拟得到了某型HP-Ge探测器对一系列不同能量γ射线的响应能谱,根据响应能谱得到了相应的全能峰探测效率,在此基础上对探测器效率刻度曲线进行了模拟,可为HP-Ge探测器的设计和使用提供参考和依据。模拟结果表明:探测器对低能γ射线(60~300 keV)探测效率较高,随着能量的增加其效率逐渐减小;对能量在160 keV~1.8 MeV范围的γ射线,探测器效率与射线能量在双对数坐标中的关系为一条直线。     

点源效率函数确定大体积样品的HPGe探测器γ射线峰效率

利用HPGe g谱仪,用²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co混合点源分别测量样品在5个高度上、不同剖面、不同位置的全能峰效率,通过最小二乘拟合确定了点源峰效率函数的拟合参数,用该点源效率函数对f75 mm×25 mm的土壤样品的半径和高度数值积分计算可得到59.54、661.66、1 173.2、1 332.5 keV γ射线全能峰效率。将点源效率函数数值积分计算的体源全能峰效率与实测标准体源全能峰效率以及LabSOCS无源效率刻度结果进行比较,相对偏差在10%内符合,说明该点源效率函数参数确定方法是正确的。同时,该点源效率函数在计算任意几何形状的样品得到了应用,积分计算了球状样品的探测效率,并与LabSOCS无源效率刻度结果进行比较,两者相对偏差在10%内符合。     

同轴HPGe探测器的全能峰效率测量及效率曲线斜率的经验公式

采用~(60)Co和~(152)Eu放射源,测定了灵敏体积为31.6,118.0和221.0cm~8的同轴HPGe探测器的全能峰绝对效率与121.8—1408keV能区内γ射线的能量关系,并用最小二乘法对效率曲线进行了较好的拟合。在极大的灵敏体积范围内,验证了锗探测器效率曲线斜率与其灵敏体积关系的经验公式:S=alogV+b,采用本公式可在小于3％的相对误差范围内,对已知灵敏体积的同轴HPGe探测器的全能峰效率随γ射线能量的变化作出估价。     

γ能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正

针对在中核集团公司核电厂和“两厂两院”环境监测实验室比对中γ能谱分析存在的γ射线全能峰干扰问题,开展土壤中铀、钍、镭、钾、铯等γ核素测量实验。天然土壤标准源对谱仪进行效率刻度时,分析γ射线特征峰是否受到其它射线干扰,对受到干扰的γ射线通过修正代入效率计算的核素活度值以实现效率的拟合。由谱仪分析软件分析样品核素活度时,当利用不同特征γ射线计算的核素活度相差较大时,应进行活度修正。分析用于核素活度计算的γ特征峰(如²³⁵U 185.7 keV,²³⁸U 92.6 keV)受到的干扰峰,计算干扰峰对测量能谱峰(重峰)活度贡献,扣除干扰峰活度,即为γ特征峰贡献,由此给出样品核素活度值。这种方法在中核集团土壤样品比对中报出的²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K和¹³⁷Cs数据全部合格。     

井式HPGe探测器测量放射性氙活度方法研究

介绍了用井式HPGe探测器测量氙同位素气体活度的方法.在研制了塑料管型γ源盒和样品转移制源平台的基础上,通过测试CTBT惰性气体氙传递实验比对样品对井式HPGe探测器进行了效率标定.对于133Xe81 keVγ射线,测量24 h,系统的活度探测限达到了10.2 mBq.     

高效率低本底HPGer谱仪体源效率刻度和土壤样品分析

文章介绍了高效率低本底HPGe γ谱仪的水体源效率刻度和土壤样品的分析方法。用~(152)Eu,~(241)Am和~(60)Co混合水体标准源及一组单能γ射线水体标准源,测定了~(152)Eu和~(60)Co γ射线符合相加校正因子、土壤相对于水的样品自吸收校正因子及U,Th,Ra,K某些γ射线干扰的校正因子。用单能γ射线水体标准源和土壤标准源分别检验了体源效率刻度的准确性及土壤样品分析方法的可靠性。测量结果与参考值符合得很好。     

中国实验快堆C31系统HPGe γ谱仪效率刻度的点源模拟

中国实验快堆燃料破损覆盖气体监测系统γ谱仪采用的是ORTEC公司的HPGe γ谱仪,监测对象是覆盖气体(氩气)。由于很难找到谱仪效率刻度相对应的标准气体体源,对谱仪的效率刻度带来了困难。本文在参考大量文献的基础上利用点源模拟的方法来进行HPGe γ谱仪的全能峰效率刻度,解决了中国实验快堆燃料破损覆盖气体监测系统(C31系统)谱仪效率刻度的困难。