高气压组织等效电离室用于混合辐射场测量的实验研究

介绍了基于复合理论的组织等效电离室的设计原理,利用该原理设计的区域中子、γ剂量当量仪可使用1个探头间接测量周围剂量当量、吸收剂量和品质因子。利用加速器和标准辐射场对该装置进行测试,测试结果表明,该装置对于中子和γ辐射场,尤其是对于高能γ、热能至几十MeV的中子具有较好的能量响应和较高的灵敏度,在剂量率高于几十μSv/h时,测量不确定度可控制在±50%以内。该系统可为存在中子、γ辐射场的场所提供必要的测量手段和监控技术。     

IP板测量γ射线辐射场参数研究

将IP板应用到γ射线辐射场测量中,测量参考辐射场射野的二维分布,给出射野尺寸及均匀度,结果与电离室扫场结果一致;基于IP板对γ射线测量结果,对IP板的衰退特性作研究,结果显示IP板适用于短周期剂量监测,并由实验得到了由信号衰退造成的测量结果修正系数;IP板对单能γ射线的吸收剂量响应的线性拟合的确定系数R2=0.999 77,得到了IP板的137Csγ吸收剂量响应的剂量率依赖关系,并给出了剂量率修正系数。     

高气压电离室能量响应特性的蒙卡方法优化设计

环境γ辐射监测用的高气压电离室要求具有较平的能量响应,以便提高其对环境γ辐射剂量率测量结果的准确性。论文利用MCNP蒙卡程序研究了高气压电离室对不同能量光子的响应特性,模拟研究了不同材料、不同厚度和不同面积能量补偿片对高气压电离室能量响应特性的作用规律,并在标准参考辐射场中进行刻度。根据其作用规律指导对高气压电离室外壁进行能量补偿的设计,解决了高气压电离室对不同能量γ射线响应不同的技术难题。计算和刻度结果表明:厚度为2 mm,屏蔽面积65%的锡片能够使高气压电离室在60 ke V~1.5 Me V之间的响应相对于137Cs的偏差在±30%以内,满足设计要求。     

基于单/双层壁电离室的强钴源低能γ成分评估方法

利用重金属工艺可提高器件可靠性,低能γ将使器件高Z/低Z界面附近产生剂量增强效应,影响器件抗辐射性能评估。介绍了一种强钴源低能散射γ成分评价方法,利用铝单层室壁/金铝双层室壁平板型电离室辐射电流比值对γ能量敏感的特性,通过比较电流比值实测与参考值的差异,估计散射γ(≤300 ke V)成分是否过多,典型钴源能谱计算结果表明:参考值可取为2.8。研制了量程为0.01~2.3 Gy·s~(-1)(Si)的电离室探头,搭建了长距离辐射电流测量系统。单板钴源实验结果表明:空场条件和铅铝容器(散射抑制)内辐射电流比值实测结果与预期相符,方法可行;能够检验能谱硬化技术的有效性;可从剂量角度关联不同辐射场或相同辐射场不同辐照工位。     

~（60）Co和~（137）Csγ射线参考辐射场及测定其空气比释动能（率）的系

本实验室建立了６０Ｃｏ和１３７ＣＳγ射线参考辐射场，并研制了不同体积的系列球形石墨空腔电离室，用于测定辐射场的空气比释动能率。对于３０ｃｍ３和５０ｃｍ３电离室，估计总不确定度为０．７４％，与国内照射量标准符合得相当好，与日本国家标准（ＥＴＬ）比对结果也在１％内相符。用这些电离室对本实验室所建立的６０ＣＯ和１３７ＣＳγ射线参考辐射场空气比释动能率（或照射量率）进行测定，与１９９０年ＭＣＤ－１００电离室测量结果都在２％内相符。     

GM计数管对裂变中子的相对灵敏度

测定中子、γ混合场中中子剂量D_n和γ剂量D_g的常用方法是双剂量计法,即用一个含氢剂量计(以下以T表示)和一个不含氢剂量计(以下以U表示)。前者一般采用组织等效电离室,而后者则使用GM管探头以及石墨或镁、铝电离室等。根据ICRU-26号报告,在混合辐射场中,两个剂量计的相对响应(即响应与对用于定度的γ射线灵敏度之比)R_T和R_U分别为     

蒙特卡罗方法在γ剂量率灵敏度标定中的应用

在γ剂量率测量标定中，使用ＧＤ－４０管作为γ探头来测量γ剂量率。实验室标定γ探头灵敏度在钴源上进行，６０Ｇｏ源平均能量为１．２５ＭｅＶ，而在实际测量中，辐射场的γ射线包含了各种能量成份，因此对实验室标定的灵敏度在实际应用中就需要进行修正。本工作通过蒙特卡罗粒子输运模拟方法，计算了单能与辐射场能谱的剂量比值，给出了修正因子，从而使γ剂量率灵敏度标定更加准确。     

14MeV中子吸收剂量测量

本文叙述了用双探测器技术测定(n,r)混合场中子和光子剂量分量的方法。在窄束~(60)Coγ辐射场中对电离室进行了γ刻度并给出结果。计算了组织等效电离室的k_T值。用铅减弱法测定了碳电离室、铝电离室和GM-2计数管的k_U值。在T(d,n)~He中子场中实验测定了各项修正因子,最后给出了自由空气中生物组织的中子和光子比释动能分量的测量结果以及总不确定度。     

基于G-M管的伸缩式γ剂量率探头设计及性能分析

目前,对于测量未知剂量水平或者明显高于本底剂量率水平的辐射场所使用的γ剂量率设备大多需要现场测量,可能造成操作人员接触超剂量辐射。设计一种基于G-M计数管的带有伸缩结构的γ剂量率探头可以有更好的防护距离,有效避免测量人员受到强辐射场的照射,降低风险。结合现场需求反馈及参考国内外相似设备,设计适合的伸缩式结构,同时对选用G-M管的能响补偿条件进行分析,选取适合的补偿条件,并设计一种脉冲检测电路解决以往G-M管漏计数的问题。通过对使用补偿后G-M管的伸缩式γ探头进行性能测试,结果表明该γ剂量率探头在满足相对响应范围的能量条件下,在±45°范围内的相对响应为0.77～1.06。在有效测量范围内由非线性产生的剂量率响应的相对变化范围为-9.30%～+11.84%,同时在接收到大剂量率照射时也会有过载提示。可见探头的各项物理性能均满足并优于参考标准,符合设计要求。     

环境γ闪烁照射量率仪

引言在环境γ辐射监测中,要求监测仪器具有足够高的灵敏度、良好的能量响应与角响应,及抗干扰能力强、统计起伏小、功耗低、携带方便等要求。我们对闪烁探测器在环境γ辐射照射量率测量中的应用开展了研制工作,本文对其工作原理、样机性能、及实际应用结果予以介绍。原理简述测量γ辐射场照射量率的基本方法是测量自由空气电离室的电离电流。对低水平环境γ辐射照射量率测量、大都采用高气压电离室以提高探测灵敏度。     

中子、γ周围剂量当量率仪的研制

中子、γ周围剂量当量率仪由探头（高气压平行板复合电离室）、电压切换系统及弱电流测量系统三部分组成（图1）。     

60 Co单源照射装置的蒙特卡罗方法优化设计

参考辐射是辐射剂量监测仪器校准工作必备的条件, 60 Co单源照射装置是产生参考辐射场的重要设备。本文利用蒙特卡罗方法对 60 Co单源照射装置产生的辐射场的均匀性和散射辐射进行模拟计算,完成照射装置中散射腔、准直光阑和快门体等部分的设计并利用PTW电离室对辐射场进行测量。结果表明,辐射场中散射辐射和均匀性与模拟结果符合较好,满足设计要求。     

电荷积分放大电路对测量电离室时间响应速度的影响

测量放大器的时间响应速度直接影响电离室时间响应速度的测量研究。本文介绍了选用电荷积分放大器设计测量电路的原因,分析了用稳定辐射源照射电离室单元产生阶跃电流信号的机理,提出了通过测量电流信号变化的过程来研究放大器时间响应速度的方法。通过实验研究了放大器的时间响应速度与探测器单元极间电容、放大器输入端保护电阻以及反馈积分电容大小的关系,得出放大器的时间响应速度与电离室极间电容和保护电阻的时间常数有关,而与反馈积分电容大小无关。这为电离室和测量电路的设计提供了理论指导。     

放射性惰性气体4π叠层探测器研制

核电场所产生的放射性惰性气体辐射场主要为β-γ混合场,叠层探测器具有良好的β-γ甄别能力。为了测量放射性惰性气体,研制了一套4π叠层探测器。该叠层探测器主要是由内层侧壁厚度为1 mm的中空圆柱形塑料闪烁体EJ-200,外叠加一层侧壁厚度为20 mm的碘化铯闪烁体CsI(Tl)组成的探头,两个圆柱底面用硅油耦合光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT),使用意大利CAEN公司的DT5790波形数字采样器和DPP-PSD(Digital Pulse Processing-Pulse Shape Discrimination)控制探头输出信号的获取和处理,后端使用ROOT和MATLAB软件对获取结果进行处理。通过使用~(133)Ba和~(137)Cs放射源对该探测器进行标定刻度,实现了β-γ信号甄别,表明该4π叠层探测器具备测量放射性惰性气体的能力。     

60Co放射源照射装置研制及辐射场测量

60Co源照射装置是产生参考辐射场的重要设备,根据国家标准的要求,参考辐射场中散射剂量率不应大于总剂量率的5％.参考辐射场中的散射辐射贡献和均匀性是描述60Co源照射装置辐射性能的重要参数,利用蒙特卡罗方法对60Co源照射装置产生辐射场的散射辐射和均匀性进行研究,为60Co源照射装置的设计提供了理论依据.待照射装置加工完成后,利用PTW电离室对辐射场进行测量.结果表明,辐射场中散射辐射和均匀性与模拟结果符合较好,辐射特性满足设计要求.     

用γ能谱全能峰计数率测量辐射剂量率的方法研究

提出了通过γ能谱全能峰测量吸收剂量的方法,定义了全能峰角响应函数。采用蒙特卡罗方法计算了50 mm×50 mm NaI(Tl)探测器的平均角响应随射线能量的变化,用标准点源137Cs、60Co、152Eu、133Ba和参考辐射场137Cs、60Co、226Ra、241Am进行了实验验证。结果证明,在近似各向同性的条件下,对标准点源的测量结果与理论值相比误差小于2%,对参考辐射场的测量结果与电离室测量结果相差小于3%。该方法适合低能到高能的较宽能谱段剂量率测量,不仅能测出某种核素对总剂量率的贡献,且能同时分辨核素种类,无需实验刻度。     

测定环境天然本底辐射的高气压电离室

设计了二个用于测定环境天然本底辐射的圆柱形高气压电离室。电离室的室壁材料为不锈钢,其室壁厚度约3毫米,有效体积7.68升,充20大气压的氩气(在25℃时),工作电压300伏。 对电离室的性能,包括:在不同γ辐射场情况下电离电流的饱和特性、自身本底(主要是室壁α发射)的影响、角响应等,进行了一系列测试和估算。 采用“阴影屏蔽”法,用标准镭源对电离室进行了刻度,灵敏度约为16×10~(-15)安/(微伦/时)。     

组织等效电离室性能模拟分析

采用对中子和γ辐射具有相似灵敏度的组织等效电离室与对中子不太灵敏而对γ辐射灵敏的无氢电离室配对,组成双电离室探测器,测量反应堆混合场中的中子和γ剂量率,具有较高的测量精度。为给双电离室研制工作提供理论依据,本工作采用MCNP程序对组织等效电离室在不同条件下的γ射线能量响应、灵敏度及其影响因素进行模拟。模拟结果与文献参数比较,一致性较好。     

组织等效正比计数器测量系统的建立

对组织等效正比计数器（TEPC）的方法原理和性能进行了初步研究,在此基础上,建立了1套TEPC测量系统,用于测量中子、γ混合辐射场的吸收剂量及剂量当量。中子辐射场通常伴随有γ辐射。根据对混合辐射场测量得到的微剂量谱,将γ辐射的剂量贡献部分从中子辐射中区分出来。依据具体实验环境,使用蒙特卡罗方法进行了模拟计算。计算结果与实验数据取得较好的一致性,从而验证所建立的TEPC测量中子辐射场吸收剂量的方法是可行的。     

裂变电离室系统时间性能的改进

一、引言在用时间关联法测量裂变截面以及研究裂变瞬发中子和γ时,用于定时的裂变信号上升时间应尽可能小,同时要求裂变-α幅度比大,讯噪比好。为此,我们对原有裂变电离室进行了改进,并与快电子学插件组成系统,其时间分辩和裂变电离室效率均有提高。