辐射指纹的解析技术研究

在核弹头的辐射指纹比较研究中，目前流行的γ能谱解谱软件有很多缺点，这些缺点直接影响到辐射指纹比对的准确性。本工作设计了新的解谱程序，并分别使用本程序、ORTEC公司的GAMMAVISION软件、CANBERRA公司的GENNIE2000软件进行解谱比较。新的解谱程序不仅可用于涉及核弹头的核裁军核查研究中，还可用于放射性测量分析的各个领域。     

γ能谱解谱技术研究

在核弹头的辐射指纹比较研究中,发现现在流行的γ能谱解谱软件有很多缺点,这些缺点直接影响到辐射指纹比对的准确性。鉴于此,本文设计了新的解谱程序。并对一些典型的模拟核弹头γ能谱,分别使用本程序、ORTEC公司的GAMMAVISION软件、CANBERRA公司的GENNIE2000软件进行解谱比较,以说明本研究工作在γ能谱解谱方面的一些成果。研究结果不但可用于涉及核弹头的核裁军核查研究中,而且可用于涉及放射性测量分析的各个领域。     

活化分析样品元素含量的在线处理程序

为了适应活化分析工作中采用相对比较法分析元素含量值的需要,对ORTEC公司7051机的软件进行了增改,结合原有的解谱软件,形成了一个用于相对比较法分析元素含量的软件包。增加的两个程序块(LESQME、COMPUT)和两个指令系统(ASSGCT,DVELFF)分别为FORTRAN-IV和RT-11语言与指令。     

基于广义最小二乘法原理的中子能谱解谱程序开发及验证

中子能谱是反应堆的一项重要参数,为验证理论计算,常使用阈探测器活化法对中子能谱进行实际测量。为解决由于活化片数量小于能群数量而引起的解谱问题并获得较高的解谱精度,基于广义最小二乘法原理开发了解谱程序NSAGLS。使用IAEA给出的例题进行了验证,结果表明该程序能够得到正确的解谱结果。该程序可用于反应堆中子能谱的解谱,并能够考虑输入谱、核反应截面及测量活度不确定度信息对解谱结果的影响。     

复杂穆斯堡尔谱解谱程序的C^＋^＋转换

本文介绍了将在ＶＡＸ大，中型计算机上运行的非标准ＦＯＲＴＲＡＮ Ⅳ语言编写的Ｔｅｌｌｅｔ解谱程序，经过用Ｃ＋＋语言改写后，用于ＩＢＭ／ＰＣ型微机上可运作的解谱程序。改写中对程序进行了一定的优化，重写了绘图程序，使解谱速度大大加快。     

中子能谱测量中的解谱技术研究进展北大核心CSCD

中子能谱解谱技术为中子能谱测量系统必要的组成部分,近几十年来国内外开展了大量研究。本文首先介绍了中子能谱常规解谱流程,包括解谱模型、响应函数、解谱误差等内容;接着详细介绍了国内外中子能谱测量技术研究现状以及中子能谱解谱算法研究现状,包括比较成熟的最小二乘算法、最大熵算法等,也有新兴的神经网络算法、遗传算法等,总结了不同解谱算法的特点;接着介绍了根据不同解谱算法发展的解谱程序,对比了不同解谱算法及程序的优缺点,基于最小二乘算法开发的SAND系列程序和基于最大熵算法开发的MAXED程序是解谱功能强大、使用最广泛的程序;最后梳理了中子能谱解谱方法的发展脉络,总结了国内和国外研究的区别,未来开发包含多种解谱方法的综合性解谱程序具备较强的应用需求。     

兆吨换兆瓦计划已消除可用于制造1．5万枚核弹头的高浓铀

【美国铀浓缩公司网站2009年9月23日报道】美国铀浓缩公司（USEC）2009年9月23日宣布,兆吨换兆瓦计划目前已完成了75％的计划目标,即消除了可用于制造1．5万枚核弹头的高浓铀,预计在2013年年底之前将完成全部计划目标,即消除可用于制造2万枚核弹头的高浓铀。     

基于轫致辐射源的核弹头核查MC模拟

通过Geant4软件构建轫致辐射源的核弹头核查系统,核查系统通过探测并对比加密靶所产生的二次核共振荧光信号来鉴别核弹头真伪。模拟结果表明:在入射电子量为10¹⁸时,该核查方法可以保持99.9%的准确率核查出样品是否为假核弹头。同时,讨论了在入射电子量为10¹⁸时,核查不同核素含量的核弹头样品,得到判定为假核弹头的核素含量阈值。该方法在不揭露核武器的机密设计信息情况下可用于核查核弹头。     

用EMG666编程计算器分析NaI(TI)混合γ谱

NaI(Tl)探测器分辨率虽低,但在某些γ能谱测量中仍起着很重要的作用。为了提高解谱的精度和速度,已有不少NaI(Tl)γ谱的计算机解谱程序,但大多数使用大、中型机,近年来开始重视小型计算机在线测量或脱机运算进行解谱,由于小型机容量的限制,需要用合适的解谱方法,合理安排程序。我们利用EMG666编程台式计算器(内存8KB)较满意地完成了混合γ谱的解析。     

单球中子谱仪的能量响应模拟及解谱方法研究

本文阐述了单球中子谱仪的原理,介绍了基于单慢化球和19对⁶Li-⁷Li闪烁体探测器构成的单球中子谱仪的结构及解谱方法,使用蒙特卡罗中子输运程序模拟了单球中子谱仪的中子响应函数。计算结果表明,该谱仪具有较好的空间对称性,能根据谱仪中各探测器的计数对源的大致方位进行判断;模拟了单球谱仪在²⁴¹Am-Be源照射下各探测器的计数,使用Unfolding with Maxed and Gravel (UMG)解谱程序在不同解谱算法以及初始谱的情况下对模拟数据进行解谱计算,在使用最大熵散发以及与源项相同的预置谱的情况下,解谱结果最为准确,验证了响应函数的准确性。     

G(E)法与Gravel法处理能谱-剂量转换效果研究

为准确地得到γ射线的辐射剂量,对G(E)函数法和Gravel算法处理能谱-剂量的转换效果进行了研究。根据实际应用需求,采取蒙特卡罗方法模拟获取了?50 mm×50 mm NaI(Tl)探测器的Gravel法响应矩阵,并使用Matlab得到探测器的G(E)函数。使用NaI(Tl)探测器和多道谱仪系统测量标准源的能谱,分别使用G(E)法和Gravel法计算剂量值并与理论值进行比较,同时在计算过程中总结对比了两种方法的特点。     

基于衰变链计算的裂变产物缓发γ能谱分析

在军控核查技术中,缓发γ能谱是核材料的“指纹”。为计算和分析铀裂变产物的缓发γ能谱,本文将各种类型的衰变链简化为基态线性链和激发态线性链,推导了零时前后各级核素数目的变化公式,建构了计算缓发γ射线能谱的C语言程序代码,并通过实验对理论推导进行了验证。通过分析几种核素的缓发γ射线计数发现,计算结果与实验数据吻合较好。     

重屏蔽条件下铀材料丰度的时间关联测量分析

针对高原子序数物质屏蔽下的铀材料,提出了一种新的技术方法来估算其铀丰度。首先,用D-T中子发生器的14 MeV中子对铀材料及屏蔽层进行主动质询,同时利用裂变射线探测器得到裂变中子/γ射线时间关联测量谱。然后,利用成像探测器建立的断层扫描图像得到铀材料及屏蔽层的几何和材料参数,并调用不同的铀丰度参数进行蒙特卡罗模拟计算,得到时间关联计算谱。最后,寻找与测量谱最匹配的模拟谱,确定铀材料的实际铀丰度。通过对比裂变射线探测器实验测量得到的所有裂变中子/γ射线时间关联谱,结果发现在各种屏蔽层状态下,高浓铀材料与贫化铀材料的时间关联谱均存在显著差异,可用时间关联谱作为区分不同铀材料丰度的重要技术特征;对于相同铀丰度和屏蔽状态下的铀材料,模拟谱与测量谱吻合较好,表明时间关联谱的模拟与实验分析可为铀材料铀丰度的估算提供技术基础。     

基于缓发γ能谱测量的铀丰度分析

本文以加速器驱动的脉冲中子源为照射源、铀材料为照射对象、HPGe探测器为主要探测器,测量得到了铀材料的缓发γ实验谱,再根据理论计算程序和蒙特卡罗方法得到了缓发γ计算谱。结果显示,实验谱和计算谱吻合较好,表明缓发γ能谱测量可作为铀丰度分析的一种技术手段。     

The propagation in air of gamma radiation from a momentary point source

In this article the Monte Carlo method is used to solve the problem of the propagation in an infinite air medium of gamma quanta with an initial energy of 1 Mev from a momentary isotropic point source. We obtain the radiation intensities as functions of time for gamma radiations arriving at the observation point from various solid angles, as well as the time-energy spectra of the intensity of the scattered gamma radiation at various distances from the source. By integration of the time distributions with respect to time we obtained the values of the buildup factors and the differential energy spectra of the scattered gamma radiation for a continuously acting source, as well as the angular distribution of the intensity and the angular energy spectra of the intensity of the scattered radiation for three distances of the observation point from the source.In conclusion the authors express their deep gratitude to I. M. Gel'fand for his attention to the work and his collaboration in its execution.     

油砂地层中子-伽玛能谱Monte-Carlo模拟

本工作应用自行研制开发的中子 伽玛能谱测井的中子 伽玛射线随空间、能量、时间分布的蒙特卡罗模拟软件包计算了裸眼井、井眼里无下井仪器、油饱和砂岩地层、井眼注油条件下沿井轴和井壁的中子 伽玛射线随能量、时间分布及沿井轴和沿井壁的中子 伽玛射线能谱 ,研究了源距对中子 伽玛射线随能量、时间分布以及井轴与井壁中子 伽玛射线能谱的影响。     

SOI 硅微剂量探测器对中子和伽马辐射场线能谱测量的GEANT4模拟研究

绝缘体上硅(SOI)硅微剂量测量系统可以通过测量中子和伽马混合辐射场的线能谱来获取不同类型辐射的剂量当量贡献。本文根据SOI硅微剂量探测器物理设计,采用GEANT4软件建模对Cf-252中子和伽马混合辐射场及Co-60伽马辐射线能谱测量进行蒙特卡罗模拟,并进一步分析了SOI探测器转换层对伽马线能谱测量的影响。结果表明,SOI硅微剂量探测器能够区分中子和伽马的剂量贡献,并且伽马线能谱峰值随着转换层厚度发生变化,有可能利用该特性实现不同贯穿深度下伽马辐射剂量贡献的测量。模拟分析结果可为SOI硅微剂量探测器设计及应用提供参考。     

Inversion of neutron/gamma spectra from scintillator measurements

The Radiation Assessment Detector (RAD) on-board NASA’s Mars Science Laboratory (MSL) rover will measure charged particles as well as neutron and gamma radiation on the Martian surface. Neutral particles are an important contribution to this radiation environment. RAD measures them with a CsI (Tl) and a plastic scintillator, which are both surrounded by an anticoincidence. The incident neutron/gamma spectrum is obtained from the measurements using inversion methods which often fit a functional behavior, e.g., a power law, to the measured data applying the instrument response function and, e.g., a least-squares method. In situations where count rates are small, i.e., where the stochastic nature of the measurement is evident, maximum likelihood estimates with underlying Poissonian statistics improve the resulting spectra. We demonstrate the measurement and inversion of gamma/neutron spectra for a detector concept featuring one high-density scintillator and one high-proton-content scintillator. The applied inversion methods derive the original spectra without any strong assumptions of the functional behavior. Instrument response functions are obtained from Monte-Carlo simulations in matrix form with which the instrument response is treated as a set of linear equations. Using the response matrices we compare a constrained least-squares minimization, a chi-squared minimization and a maximum likelihood method with underlying Poissonian statistics. We make no assumptions about the incident particle spectrum and the methods intrinsically satisfy the constraint of non-negative counts. We analyzed neutron beam measurements made at the Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) and inverted the measurement data for both neutron and gamma spectra. Monte-Carlo-generated measurements of the expected Martian neutron/gamma spectra were inverted as well, here the maximum likelihood method with underlying Poissonian statistics produces significantly better results.