γ能谱符合相加效应修正方法及影响因素

在辐射环境质量监测中,多能核素的级联符合相加效应是影响γ能谱活度测量准确性的重要因素之一,为了提高待测样品分析的准确性,对结果进行符合相加修正是十分必要的。以¹⁵²Eu核素为例,根据峰总比不变性特点,获得探测器峰总比拟合公式,联合符合相加修正公式,全能峰效率公式,计算了¹⁵²Eu核素的符合相加修正因子,进一步采用Genie 2000符合相加蒙特卡罗程序对液体体源的¹⁵²Eu核素进行了符合相加修正。点源的修正结果与真值的相对偏差小于6%,体源修正结果与真值的相对偏差在±4%以内。通过点源符合相加修正因子与源到探测器距离的线性关系,可以得到符合相加效应可忽略的最小测量距离;体源样品的符合相加修正结果表明：同一介质的样品,高度越高,符合相加修正因子越小;自吸收效应会在低能端对样品的有效立体角产生较大影响,从而影响样品的符合相加修正因子。峰总比不变性与衰变纲图相结合的数值修正方法,不需要对不同位置处的点源总效率进行测量,与蒙特卡罗程序法相比,该方法无需对探测器进行工厂表征,不用对体源介质、密度和形状等参数进行描述;舍弃级联符合较...     

近距离测量时Ge(Li)探测器的峰效率刻度和符合相加修正

本文详细讨论了符合相加修正方法并给出计算公式。用~(152)E_u,~(133)Ba,~(75)Se,~(60)Co,~(22)Na,~(86)Y,~(134)Cs,~(137)Cs,~(57)Co,~(241)Am,~(203)Hg,~(54)Mn,~(88)Cd,~(139)Ce 十四种核素的γ参考源,分别在源与晶体表面距离为0.95,3.0,11.56,16.75 cm 下,刻度了 G_e(Li)探测器的峰效率,给出了不同距离下总效率的计算值和实验值、符合相加修正系数、全能峰效率、峰效率拟合公式及其拟合优度。在59.6—1408keV 能区内,全能峰效率的不确定度为0.8—1.6%,还讨论了峰效率测最中的误差来源及其大小。     

γ能谱级联符合相加效应校正技术研究进展

使用γ谱仪近距离测量具有级联衰变关系的放射性核素时会不可避免地发生级联符合相加效应。级联符合相加效应会导致能谱中的全能峰计数变化,并产生干扰能谱分析的加和峰,从而影响γ能谱分析的准确性和效率,为此,国内外研究机构建立了多种方法和技术用于γ能谱级联符合相加效应的校正。本文在详细总结级联符合相加效应校正技术发展历程的基础上,对级联符合相加效应的产生机制、校正算法、校正软件、技术应用等进行了综述,并对不同校正算法和软件进行了比较。结合发展现状,对级联符合相加效应校正技术今后的研究方向提出了建议。     

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。     

体源中60Coγ射线的符合相加修正因子测量

对于存在级联辐射的γ核素,如,其衰变产生的γ1（1173．2keV）和γ2（1332．5keV）射线会发生级联符合,造成γ1,γ2的全能峰计数比不存在级联符合时有所减少,有些核素的多个γ符合会出现部分γ全能峰计数增加,部分γ全能峰计数减少。在标准源或样品距离探头较远时,级联符合比较小。一般认为在25cm以外的距离,符合效应小到可以忽略。但在实际工作中（环境样品的γ谱分析中）,由于环境样品的放射性活度比较小,为了在一定的测量时间内尽可能地降低统计误差,样品与探头距离只有1cm左右,这种情况下,就会有明显的级联符合效应。为了尽量减小在刻度和测量过程中由级联符合带来的偏差,必须对级联符合进行修正。     

4πβ—γ符合装置及其应用

一、前言在放射性核素的绝对测量中,4πβ-γ符合法是应用最广的方法之一.这种方法不但适用对β-γ辐射体的绝对测量,而且适用对α-γ和电子俘获等核素的绝对测量同时据根效率示踪原理也可以对纯β(α)核素进行绝对标定。近两年来,我们应用自制的4πβ-γ符合装置标定了~(60)Co,~(134)Cs,~(137)Cs和~(241)Am,~(210)Po等核素活度,进一步验证了符合装置的性能。     

阱型HPGe探测器的效率标定及符合相加效应校正

阱型HPGe探测器是弱放射性测量的重要设备,由于其探测效率强烈依赖样品的几何形状,一般采用标定刻度系数的方法进行放射性核素活度测量.本文采用多种单能γ放射源标定了阱型HPGe探测器的峰效率和总效率,研究了测量条件下的7射线真符合相加效应,最后用已知活度的60Co、133Ba和134Cs多γ源对标定的峰效率曲线进行了扩展和检验.     

中子活化分析参量化的进一步研究——Ⅳ.K_0法中子活化分析中级联γ符合效应的参量法校正

研究了Ge探测器近几何测量时,级联和跨越γ射线全能峰效率的符合效应校正方法。首次指出,总响应应包括探测器周围物质的散射贡献,修正了传统的总响应定义,并证明峰/总比(P/T)与源-探测器距离有关。在此基础上,测定了两个Ge探测器在不同几何下的P/T,并实用于K_0法中子活化分析中的级联γ符合校正。还举例说明了本法的准确性、编制了中子活化分析指示核素主要分析线的级联符合校正用参数表。     

131I和134Cs核的衰变研究

~(131)I是一个短寿命核素,它的半衰期仅有8.02 d,但是这个核素在医学等领域内有广泛的用途,在80—475 keV能区内有七条较强的γ射线可用来刻度Ge探测器的效率。~(134)Cs有较长的寿命(T(1/2)=745.2 d),它在475—1400 keV能区内发射十条较强的γ射线,它和~(131)I合用在80—1400 keV能区可作为标准源刻度Ge探测器效率。一些作者已研究过这两个核素。本工作的目的是精确测定相对γ线发射几率和对一些较强级联γ射线作符合计数修正。     

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。     

复杂级联γ射线的综合符合因子计算

本文从概率事件运算着手,对复杂级联符合效应进行了研究。考虑了多重级联、分支跃迁和相加效应,提出了计算符合因子、相加因子和综合符合因子的普遍公式。它可用于校正放射性核素γ测量的符合效应。     

γ射线谱中符合相加修正系数的Monte-Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟放射性核素的衰变过程,得到用HPGe探测器应能测到的多道γ能谱理论谱形,同时给出各特征能峰的探测效率和各特征峰的真符合相加修正系数。采用本方法开发的I、140Co、131Cool2000软件,可模拟60Co、88Y、134Cs、133Ba、95Nb、57Co、103Ru、106Ru、110Agm、124Sb、144Ce、65Zn、58La、241Am、99Mo、166Hom、152Eu、125Sb、214Bi、212Bi(α衰变链)和208T1,共计24种核素的衰变过程。对于60Co圆柱形体源发射的两条主要γ射线进行测量和分析结果表明:符合修正系数的模拟计算值与实验值在±1%的偏差范围内相符。同时给出了一种校正同轴探测器死层厚度和冷指尺寸的方法。     

放射源~(152)Eu的能谱识别及和峰特性分析

使用低本底高纯锗(HPGe)探测器测量放射源~(152)Eu的γ能谱,识别能谱中出现的所有峰,分辨出干扰峰,并对和峰的特性进行分析,结合计数率随距离变化曲线以及通过分辨率比较和峰与特征峰的差异,为和峰的辨别提供判据。在和峰效应引起的全能峰计数率减少的情况下,修正各全能峰计数率,计算放射源中~(154)Eu杂质含量,结果显示,与修正前差异较明显,表明在能谱分析尤其是考查全能峰强度数据时,需要进行符合相加修正。     

锗γ能谱测量中的符合相加修正

本文介绍了锗γ能谱测量中符合相加修正的原理和方法,给出了修正公式。分别计算了不同几何条件下两个锗探测器对一些放射性核素的符合相加修正因子,估计了符合相加修正因子对活度测量结果的误差贡献。     

河泥标准物质中放射性核素的锗γ谱定值测量

本文介绍了我们实验室用ＨｐＧｅｒ谱仪对研制的河泥标准物质中＾２３８Ｕ，＾２３５Ｕ，＾２２６Ｒａ，＾２３２Ｔｈ，＾４０Ｋ，＾６０Ｃｏ和＾１３７Ｃｓ７种放射性核素进行定值测量的方法和结果，由于对谱仪效率进行了精密的刻度、测量中作了符合相加和干扰峰修正，采用了全峰面积法和函数拟合法两种峰分析方法，以及使用了尽可能多的特征γ射线所得的结果，提出了测量的精确性和可靠性，对７种核素，本测量与河泥标准物质（多个     

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。     

10MW高温气冷堆的燃耗测量研究

10MW高温气冷堆的燃耗测量系统是采用非破坏性高纯锗γ谱仪在线监测来确定燃耗值,利用MCNP4A程序对测量系统的衰减因子进行计算,基于核燃料裂变核素的γ射线能谱分析,以137Cs和134Cs核素活度作为测量对象,并对燃耗测量结果进行讨论.     

核电站现场空气样品γ谱快速筛选测量

NaI（Tl）γ谱仪能量分辨率较差,不适合做精确的核素分析,特别是在样品中存在多种γ放射性核素时,各种核素的γ全能峰相互干扰,使确定样品中的核素种类以及定量分析核素的含量非常困难。但NaI（Tl）探测器的探测效率比较高,适合对大量样品进行快速筛选性测量。本文结合对某核现场气载放射性核素浓度进行普查的结果,介绍了使用NaI（Tl）γ谱仪对γ放射性样品进行快速筛选测量的方法。实际应用结果表明,快速筛选测量方法可以在测量时间较短的情况下,对含有一定量γ放射性核素的样品作出有效的筛选判断。     

一台HPGe谱仪的效率刻度和符合因子测定

采用远近效率比较法在59.5 kdV～3253 keV的能量范围内刻度了一台HPGe γ谱仪.选用137Cs、113Sn、109Cd三个核素拟合远近效率比曲线,给出了谱仪远位和端面的效率能量函数,计算了端面测量状态时符合相加修正因子.     

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。