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。     

HPGe γ谱仪γ能谱高能端探测效率校准

γ能谱法分析压水堆一回路水样品过程中,为获取HPGeγ谱仪高能端的探测效率曲线,选择226Ra和232Th制成土壤标准源,利用226Ra子体214Bi和232Th子体208Tl中几条发射概率较高的!射线进行谱仪探测效率校准。获得的效率曲线经过自吸收修正和符合相加修正,得到了Φ70 mm×30 mm水溶液源高能端(1.120 MeVEγ2.754 MeV)的效率曲线。     

α射线的自吸收修正因子及其在样品测量中的应用

在测量各种α放射性样品时,一般都用相对测量,即用一已知强度的标准源得出仪表效率,在相同条件下,对样品进行测量,对测得计数进行效率修正,再计算出样品的放射性浓度或含量。如果我们制作的标准源能和待测样品(如厚度、分布、能量等)基本一致,就不必进行除效率以外的自吸收修正。但由于这样的标准源不易制作,也难于保存,常常用电镀标     

γ能谱分析中土壤探测效率与密度相关性计算分析北大核心CSCD

γ能谱分析中不同能量探测效率的准确校准是影响测量结果准确度的重要因素。本文基于国产无源效率计算软件Gammacalib对几种不同密度的土壤样品建模,计算相应的探测效率,与标准源实验测量的探测效率比较,验证无源效率计算的准确性。根据无源效率计算结果,分析相应探测效率与土壤密度的相关性,得到ε~ρ回归方程。对于土壤标准源,有源效率与无源效率之间的相对偏差在-7.6%~8.1%之间,效率与密度呈正相关,相关系数在0.938~0.992之间。国产无源效率软件Gammacalib探测效率计算结果与标准源实验测量结果相对偏差可接受,可满足日常辐射环境实验室样品测量和核事故应急监测要求,ε~ρ回归方程的适用性良好,可为环境土壤样品的密度差异效率修正提供参考。     

土壤样品总β放射性测量的计数效率校正研究

采用不同形态的ＫＣｌ、Ｕ、Ｔｈ和Ｒａ标准源作甄别阈－计数效率曲线,以校正用ＫＣｌ作标准源计算计数效率所引起的测量误差。实验结果表明,土壤样品总β测量的标准样品在选择矿粉样或加标准溶液样时,所得计数效率相同;用ＫＣｌ作标准源刻度环境土壤样品的总β计数效率,其效率校正因子Ｋ值为０．７７。     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测量230Th/232Th比值及校正方法

快速可靠的230Th/232Th比值测定方法在230Th定年法中非常重要。实验室在前期工作基础上,建立了高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定天然样品中230Th/232Th比值的方法。影响230Th/232Th比值精确测定的主要因素是测量过程中强峰拖尾效应和仪器的质量歧视等。238U在236U处的强峰拖尾系数236U/238U可用于230Th/232Th比值的强峰拖尾校正,通过测量不同230Th/232Th比值的标准溶液可获得仪器测量230Th/232Th比值的质量歧视校正因子。采取四酸密闭消解法对砂岩样品进行消解,用Bio-rad AG 1×8 Cl-型阴离子交换树脂对钍进行分离,进一步纯化后稀释到一定体积在HR-ICPMS上进行测量。采用空白-标准-空白样品的测量模式对230Th/232Th比值进行测量。实验室标样的测量结果为(7.29±0.34)×10-6,与参考值(7.33±0.17)×10-6一致。     

γ谱法测量气溶胶中~(210)Pb的不确定度评定

为进一步落实放射性气溶胶检测的标准化要求,对γ能谱法测量气溶胶样品中~(210)Pb的不确定度进行评定。根据样品制备与测量的实验过程,建立数学模型,分析影响测量结果的不确定度来源主要有标准源活度,特征峰计数率,采样效率、采样体积,相对自吸收校正。通过对各项不确定度分量进行评定,得到相对扩展不确定度为13%(k=2)。     

土壤样品γ谱分析自吸收校正技术研究

用点源实验方法,表征了探测器晶体的结构参数,以此为基础利用蒙卡模拟计算了不同质量样品对各种能量γ射线的线衰减系数和探测效率,进而建立了75 mm×25 mm样品自吸收校正因子F(μ)的关系式;使用标准面源模拟体源不同高度的薄层,通过γ能谱测量得到体源不同高度薄层的探测效率与其高度的函数关系式ε(h),积分获得体源探测效率,进而建立75 mm×25 mm样品自吸收校正因子随γ射线线衰减系数的变化关系F(μ),面源实验建立的F(μ)关系式与蒙卡计算得到的F(μ)关系式趋于一致。以蒙卡计算模型为依据,拓展计算了75 mm×75 mm盒装土壤样品的F(μ)函数关系,并实验验证了计算结果的有效性。利用建立的F(μ)函数关系对取自某污染场址的多个土壤样品进行测量结果自吸收校正,建立了样品质量和自吸收校正因子的函数关系F(m),并给出土壤样品自吸收校正的技术方法。     

高纯锗γ探测器面源效率函数及其应用研究

给出了高纯锗(HPGe)γ探测器面源效率随高度变化的经验函数,并提出了利用体标准源和遗传算法确定面源效率函数参数的方法.对已知双层模拟样品中的226Ra、232Th和40K进行了分析,结果与已知数据吻合,表明利用面源效率函数对其中放射性核素为一维非均匀分布的样品进行非破坏性分析是可行的.     

克量粉末样品中低比活度放射性核素的γ能谱分析

报道了缺少小直径圆盘状体标准源条件下,快速简便地测定固体粉末样品中多种人工放射性核素比活度的γ能谱分析方法。取1g左右样品,装在特制的塑料盒中,形成Φ26mm×3mm的小圆盘状。由于样品的比活度较低,采用低源距(1cm,记为H1)测量。由于没有与样品圆盒相同形式的体标准源,利用直径26mm的60Co平面标准源在高源距(25cm,记为H25)测定若干放射性核素平面源的活度及峰效率,再测定H1的平面源峰效率。然后源距在H1基础上逐次增加1mm以测量平面源的峰效率,拟合峰效率随距离变化的函数,模拟得到厚度为3mm圆盘体标准源的峰效率。最终测定了样品比活度(包含自吸收校正)。与样品中两种核素的放化分析结果比对,测定结果偏差≤4%。     

土中几种人工放射性核素γ谱分析的真符合校正研究

用9个“单能”的标准水溶液源，刻度得到有自吸收后的峰效率、总效率。对放置于相对效率100％的HPGe探测器上表面的土壤体源的^60Co、^152Eu和^154Eu真符合相加进行了研究。用校正自吸收后的效率曲线和^60Co、^152Eu、^154Eu标准源测量结果比较，得到^60Co1173和1332keV校正因子实验值分别为1．10和1．14。根据衰变纲图和效率，计算了这3个核素几个典型峰的校正因子，其中^60Co的1173和1332keV因子分别为1．10和1．11。在探测器表面和远距离测量同一强样品，用样品中没有级联相加的核素^137Cs作过渡核素，得到的样品中各核素真符合校正因子与其它方法得到的因子符合得较好。     

伴生放射性铁矿中放射性核素的γ能谱测量影响因素研究

利用无源效率刻度软件Angle 3.0模拟分析了铁矿石组分、装样密度及装样高度对探测效率的影响,并用掺铁标准源进行了验证。结果表明,铁元素对低能区探测效率影响显著,在组分未知时,238U的测定采用1001 keV比63.3 keV好。装样时,装样高度保持一致。装样密度与探测效率呈线性关系,在样品与标准源密度不一致的情况下,可以通过密度修正计算效率。     

样品厚度对高纯锗γ谱仪探测效率的影响研究

<正>制备以1cm厚度为间隔,共7组不同分装厚度同一批次的土壤样品,利用高纯锗γ谱仪对其进行多次测量。针对~(210)Pb(46.5keV)、~(226) Ra(352keV)、~(232) Th(583keV)及~(40) K(1 460.8keV)4种不同能量的核素在考虑样品自吸收影响的前提下,研究不同能量下土壤样品厚度与探测效率之间的关系。实验结论如下:在同一能量下,样品厚度增加,立体角减小,其对γ射线的自吸收增大,探测效率逐渐减小且呈现对数关系。但随     

中子活化法测定~(232)Th裂变产物产额

采用中子活化法测量了~(232)Th的裂变产物及其累积产额。利用加速器T(d,n)~4He反应产生的14.9 MeV高注量中子长时间照射ThO_2样品,用高纯锗γ谱仪测量其特征γ谱,求得较长半衰期核素~(99)Mo、~(141)Ce、~(143)Ce、~(131)I、~(140)Ba等的裂变产额,实验结果的典型误差为4%。其中,利用MCNP程序对中子的多次散射效应和自屏蔽效应进行修正,同时考虑了中子注量波动及γ射线在样品中的自吸收影响。     

NaI(Tl)、Ge(Li)探测器对大圆柱体源的效率

本文介绍用蒙特卡洛方法,采用加权技巧计算 NaI(Tl)、Ge(Li)探测器对大体积圆柱形体源的效率。文中首先对计算方法作了简要叙述。然后介绍在 PDP11/34A 小型计算机上用蒙特卡洛方法计算了76×76mm NaI(Tl)晶体对76mm 直径的水圆柱体源的效率,在80—3000keV 能区,计算值与文献值在±1%内一致。对本实验室的一台 Ge(Li)探测器,分别计算了它对 NBS参考物质和水圆柱体源(源半径大于 Ge(Li)晶体半径)的效率,计算中对探测器 N 层和包装外壳等项因素作了修正。实验测定了点源的峰总比,得到 Ge(Li)探测器的峰效率。将 Ge(Li)探测器峰效率的计算值与用~(152)Eu、~(60)Co、~(137)Cs、U、U-Ra 和 Th 标准源测得的实验值进行了比较,在93—2614keV 能区,估计两者在±4%内一致。最后讨论了样品体积与探测下限的关系。     

HPGeγ谱仪分析环境水平放射性比对样品

描述了参加1999年由卫生部工业卫生实验所组织的“全国环境水平放射性γ谱方法测量比对”的结果，比对样品包括矿石粉，工业粉尘，可食植物和类似土壤的“准标准物质”，用HPGeγ谱仪采用刻度系数法或效率曲线法分析了所有比对样品，并进行了自吸收校正，测量的核素有238U，226Ra,232Th,228Ra,40K,210Pb,208Tl,7Be,60Co和137Cs。     

聚乙烯样品源γ自吸收校正的MC模拟

介绍了一种放射性样品检测的γ射线自吸收校正方法。对聚乙烯为介质的均匀体源样品进行了无损透射测量和发射测量实验,并使用MCNP程序对透射测量和发射测量过程进行模拟,由透射测量得到样品对多个能量γ射线的线衰减系数,拟合得到线衰减系数随能量变化的特征方程,从而获取发射γ射线在样品中的线衰减系数以及自吸收校正因子,结合发射γ射线的探测效率,计算得到校正后的样品活度。验证实验表明:样品校正活度相对误差均在6%以内。     

铀钍矿石、土壤中,天然钍同位素的分光光度法-α计数(内闪)法联合测定

样品用过氧化钠熔融分解,草酸钙预沉淀分离杂质浓集后,溶于3mol/L HNO_3中,以4％P204-甲苯萃取,5％草酸反萃取,再次沉淀为草酸钙并溶于4mol/L HCl中,用偶氮胂Ⅲ分光光度法测淀钍(≈~(232)Th)含量。测量完毕,收集全部显色液重新沉淀出草酸钙,加入ZnS(Ag)混合均匀,用α计数(内闪)法测量总钍α计数(Th(α)_1),放置5天以上再测一次总钍α计数(Th(α)_2),根据两次α计数率的变化,计算得到样品中~(228)Th的含量。假定~(227)Th与~(230)Th在样品中近似保持放射系平衡的比例关系,则样品中~(230)Th含量等于总钍(Th(α)_1)减去~(232)Th(换算为活度)、~(227)Th(按与~(230)Th的比例关系)、~(228)Th及其子体总α活度之和。此法利用一般仪器设备,能较快得到总钍α-比活度、~(232)Th、~(230)Th和~(228)Th等四个天然钍同位素的重要数据,精密度、准确度满足常规分析要求,分光光度法对钍的测定限为0.06μg,α计数(内闪)法的4π探测效率为(95±1)％,本底计数率为(1.5±0.3)×10~(-3)Bq。     

铀钍矿石、土壤中,天然钍同位素的分光光度法-α计数(内闪)法联合测定

样品用过氧化钠熔融分解,草酸钙预沉淀分离杂质浓集后,溶于3mol/LHNO_3中,以4％P204-甲苯萃取,5％草酸反萃取,再次沉淀为草酸钙并溶于4mol/LHCl中,用偶氮胂Ⅲ分光光度法测定钍(≈~(232)Th)含量。测量完毕,收集全部显色液重新沉淀出草酸钙,加入ZnS(Ag)混合均匀,用α计数(内闪)法测量总钍α计数(Th(α)_1),放置5天以上再测一次总钍α计数(Th(α)_2),根据两次α计数率的变化,计算得到样品中~(228)Th的含量。假定~(227)Th与~(230)Th在样品中近似保持放射系平衡的比例关系,则样品中~(230)Th含量等于总钍(Th(α)_1)减去~(232)Th(换算为活度)、~(227)Th(按与~(230)Th的比例关系)、~(228)Th及其子体总α活度之和。此法利用一般仪器设备,能较快得到总钍α-比活度、~(232)Th、~(230)Th和~(228)Th等四个天然钍同位素的重要数据,精密度、准确度满足常规分析要求,分光光度法对钍的测定限为0.06μg,α计数(内闪)法的4π探测效率为(95±1)％,本底计数率为(1.5±0.3)×10~(-3)Bq。     

环境样品自吸收因子的计算和实验测定

用γ谱仪分析大体积环境样品时,需要作自吸收修正。本文介绍用蒙特卡洛方法,计算以水、土壤、铝、铁为基质,直径为7.5cm,高为2、4、6、8cm的圆柱形体源在50—3000keV能区内的自吸收因子。在100—3000keV能区,考虑了Ge(Li)晶体影响的自吸收因子f_1与考虑了晶体及其死层和包装材料影响的自吸收因子f_2相等,它们均大于不考虑上述影响因素时的自吸收因子f_0;对于不同的基质,f_1、f_2与f_0之间的差别小于4.4％(不包括铁时小于2.1％)。在50—100keV能区,f_1与f_0近似相等,其偏差小于1.56％(不包括铁时小于0.93％);f_2与f_0之间的偏差可达10％(不包括铁时小于5％)。用NaI(Tl)代替Ge(Li)时,自吸收因子的变化小于0.23％。为了检验计算结果,用~(152)Eu点源模拟测量有基质和无基质时的体源效率,得到自吸收因子的实验值f_实,与计算值f_计相比,在2.6％之内一致。文中给出了几种不同成分、不同密度基质的体源在50—3000keV能区的自吸收因子f与线减弱系数μ_s的关系曲线,以及用实验方法确定待测样品基质的线减弱系数,以便用于环境样品测量中进行自吸收修正。