CdTe探测器对EAST托卡马克中20–200keV硬X射线测量

介绍了EAST托卡马克装置硬X射线诊断系统。该系统由探测器阵列和电子线路组成,探测器采用水平七道的碲化镉(CdTe)探测器阵列。在EAST托卡马克装置上建立了一套较完善的硬X射线能谱诊断系统,用来测量等离子体在硬X射线辐射能段(20–200 keV)的能谱。实验结果表明,该系统能满足测量相应能量范围的等离子体硬X射线轫致辐射要求。文中给出了碲化镉探测器的标定结果及典型的放电结果。     

IP板对中/高能X/γ射线响应特性研究

为了实验得到IP板对中/高能X/γ射线的响应,基于X射线装置和~(137)Cs、~(60)Co放射源研究了IP板对40keV~1.33 MeV范围内的X/γ射线的响应。利用IP板的物理模型和蒙特卡罗方法对IP板的响应进行了计算和模拟,两者的结果与实验结果符合较好。基于X/γ射线在IP板感光层中的沉积效率,研究了IP板对X/γ射线沉积的灵敏度响应,理论计算结果与实验结果亦符合较好。本文研究结果为将IP板应用于中/高能X/γ射线测量提供了数据支撑和技术基础。     

放射性氙测量中的天然源γ谱仪校准技术

基于禁核试核查现场视察的需求,研制了用于放射性氙测量的模拟气体源,实现了¹³³Xe 81.0 keV γ射线的效率校准。放射源基质为聚苯乙烯泡沫颗粒,母体核素为²²⁶Ra,采用不锈钢外壳封装,同时采用碳纤维窗以减少射线的衰减。放射源研制完成后,对其进行气密性和均匀性检验。当放射源达到平衡后,测量²¹⁴Pb的特征X射线的探测效率,然后插值计算得到¹³³Xe 81.0 keV γ射线的探测效率。为检验校准结果的正确性,制作了一个基质和几何尺寸均与²²⁶Ra源相同的¹⁵⁵Eu放射源,并在相同测量条件进行了实验。结果表明,¹⁵⁵Eu 86.5 keV γ射线和²¹⁴Pb 87.3 keV X射线的探测效率之间的相对偏差小于1.0%。     

放射性废物桶γ检测探测器准直器模拟设计

介绍了在放射性废物桶γ检测中基于MC模拟的阵列探测器准直器的设计。利用MCNP程序建立探测系统模型,计算了在圆形、方形、菱形准直孔,以及铅、钨、不锈钢准直材料条件下,碲锌镉探测器对体源和点源的探测效率,分析了准直器形状和材料对探测效率的影响。结果表明:相比方形和菱形准直孔,圆形准直孔的探测效率相对较高;相比铅和钨,不锈钢准直时出现多路射线干扰,且铅和钨的准直效果相当。     

EAST全超导托卡马克上硅漂移探测器软X射线能谱诊断

采用性能优越的15道硅漂移探测器（SDD）阵列,在EAST全超导托卡马克上建立了1套较为完善的软X射线能谱诊断系统,用以测量等离子体在软X射线辐射能段(1～20keV)的能谱。该诊断系统的观测范围基本覆盖了整个等离子体空间,因此,可满足EAST不同放电位形下电子温度测量的要求。利用该诊断系统,可获得时间分辨达50ms、空间分辨约为7cm的电子温度剖面。通过对比发现,由该诊断系统所得到的电子温度与其它电子温度诊断系统所测量的电子温度基本一致。此外,该诊断系统还可监测在软X射线能量范围内出现的一些金属杂质的特征线辐射。     

EAST上软X射线能谱诊断系统的研制

采用多元硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)阵列和快速处理电子学系统在EAST托卡马克上构建了一套性能优异的软X射线能谱诊断系统,用于测量等离子体内在软X射线能段(1-30 keV)的辐射能谱。本系统观测范围覆盖了EAST等离子体的下半空间,可在EAST上各种放电条件下获得电子温度分布。本系统具有较高的能量分辨率,可用于监测等离子体内的中高Z杂质。系统安装在EAST上并投入使用,验证了系统的可靠性和有效性并取得良好的实验结果。     

CZT探测器前端读出电子学设计

针对碲锌镉阵列探测器设计了一种前端读出电子学。采用N沟道JFET共源共栅输入缓冲电路和集成运算AD8066构成低噪声电荷灵敏前置放大器,使用Sallen-Key滤波器实现对核脉冲信号的准高斯成形。在室温下对¹⁵²Eu进行能谱测量,其能量分辨率可达到13.2%121 keV,本设计为后续EAST硬X射线实时二维强度成像及能谱诊断系统研究奠定了重要的实验基础。     

γ射线照相在大亚湾核电站无损检验中的应用(英文)

介绍了在核电站核岛安装中焊缝无损检验时应用γ射线探伤的方法。内容包括γ射线探伤设备、γ射线放射源的选择;不同部件上焊缝无损检验γ射线探伤的方法;X,γ射线照相的灵敏度及其比较;γ射线照相的优点及其应用。     

γ射线照相在大亚湾核电站无损检验中的应用

介绍了在核电站核岛安装中焊缝无损检验时应用γ射线探伤的方法。内容包括γ射线探伤设备、γ射线放射源的选择;不同部件上焊缝无损检验γ射线探伤的方法:X,γ射线照相的灵敏度及其比较;γ射线照相的优点及其应用。     

蒙特卡罗方法模拟放射源位置对井型NaI(Tl)晶体探测效率的影响

利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表明:对比常用的圆柱形NaI(Tl)闪烁探测器,由于井型NaI(Tl)晶体对放射源所张立体角很大,所以其对γ射线的源峰探测效率更高,并随着放射源在井内高度的增加而逐渐减小;在固定了放射源在晶体井下深度的情况下,放射源位置在水平面内的变化对源峰探测效率的影响并不大。     

不同能量X和γ射线剂量等效性影响因素的蒙特卡罗方法研究

X、γ射线的广泛应用使得剂量仪器测量的准确性亟待解决,采用X射线机代替标准γ源对剂量仪器进行标校时需要了解其等效性影响因素。为研究低能X射线与天然放射源等效过程中的修正项,采用蒙特卡罗(Monte Carlo,MCNP)软件对低能X射线与高能X、γ射线等效性的影响因素进行了模拟,得出了距离、空间散射、探测器响应对剂量等效的不同影响,最后对模拟结果进行了分析。该结论可用于低能X射线与高能X、γ射线源之间的等效修正,对于X射线的广泛应用具有重要意义。     

窄束γ减弱规律的MCNP模拟值与理论值差异研究

为了研究窄束γ射线减弱规律模拟值与理论值之间的差异;使用MCNP程序建立计算模型,选择了铅材和钨材作为屏蔽材料进行模拟计算;使用理论计算公式进行理论计算。比较模拟值和理论值发现,当计算模型的建立充分考虑了理论公式要求的条件时,MCNP模拟值与理论值的一致性很好,差异很小,可满足工程应用的要求。     

双能γ射线透射法测原油含水含气的分析与计量系统

介绍了利用射线辐射衰减方法实现的原油含水率，含气率在线分析与计量系统。它采用双能γ放射源和闪烁探测器，用计算机获取探测到的γ射线穿过油的透射计数，并由此 计算出油、水、气的体积百分数，除此之外，该系统还能监测温度、压力和流量，从而得出产液量，产油量、产水量和产气量。     

X射线能谱过滤的MC模拟研究

能量低于300 keV且能谱简单的稳定放射性核素较少,作为替代,利用X射线机产生X射线,并经过不同厚度的材料的过滤,可以得到用于对辐射防护仪器进行校准和确定其能量响应和角响应的一系列规定辐射质的参考辐射。由于材料的质量衰减系数与X射线在物质中各种作用过程有关,并强烈的依赖于光子的能量,基于这一物理现象,可以通过X射线在物质中的衰减规律,计算产生规定辐射质的过滤材料的厚度。针对过滤材料的厚度这一问题,本文运用Geant4程序模拟了不同能量的电子打靶,统计韧致辐射的X射线,以获得计算所需X射线能谱,再由文中滤片厚度计算方法,计算产生规定辐射质过滤材料的厚度。模拟计算的结果显示,过滤后的X射线能谱能够很好的满足标准要求,从而验证了能谱过滤的理论计算的合理性。     

X光管滤光片效应的蒙特卡罗仿真

在X射线荧光分析中,使用滤光片可有效降低原级光谱本底对待测元素的干扰,提高分析灵敏度。本文采用MCNP5方法仿真X光管滤光片对原级谱线的影响,比较了滤光片对不同能量电子束产生的X射线谱的差异,分析了不同滤光片材料及厚度与X射线原级谱衰减的关系,得到不同滤光片对X射线谱的衰减规律。     

γ射线透过率的蒙特卡罗模拟

为验证MCNP程序进行γ射线透过率模拟的准确性,利用MCNP程序模拟了能量分别为2、5、8、10 MeV的γ射线穿过不同厚度的铅和铁后的透过率值。模拟结果表明,利用MCNP程序进行γ射线透过率模拟,与按射线衰减规律的计算值相符。     

γ射线透射曲线的数值模拟研究

提出一种用蒙特卡罗方法计算γ射线穿过辐射防护材料时透射曲线的方法,用蒙特卡罗程序MCNP计算了典型γ射线源137^Cs和60^Co产生的γ射线穿过重金属铅时透射率随铅屏蔽厚度变化的透射曲线,并根据透射曲线得到γ射线被衰减不同倍数时所需铅屏蔽的厚度。将铅屏蔽厚度计算结果与已发表数据进行对比,当衰减倍数取2～10^6之间的值时,计算结果与已发表数据符合较好,为γ射线源的辐射防护设计工作提供参考。     

均匀介质中γ成像三维图像重建

将γ相机的小孔成像模型类比成平行束模型,在代数重建法(ART)的基础上,加入衰减补偿,实现了均匀介质γ成像的三维图像重建。对比加入衰减补偿和未加入衰减补偿所重建放射源的位置和强度分布,得出介质对γ相机成像三维图像重建的影响:屏蔽介质只会影响重建后放射源的强度分布,不会影响放射源的位置分布。通过MC模拟数据的重建结果表明,本方案是切实可行的。     

X射线能量变化对其在炸药中衰减规律的研究

在管电流和药柱一定的条件下,通过改变X射线源能量对某炸药进行了X射线穿透检测,利用回归分析方法对测得的X射线在某炸药中的穿透率进行拟合。通过对拟合结果分析得出了X射线在某炸药中的衰减规律符合二次拟合。同时得到杂质的密度越大,衰减越明显;不同厚度的同一杂质,厚度大的衰减明显,但当管电压达到一定值时,射线衰减趋于不变。     

集成电路的二次封装屏蔽硬X射线研究

在集成电路X射线剂量增强效应研究的基础上,提出对典型器件开展硬X射线二次封装屏蔽加固技术研究。首先用Monte Carlo方法进行了模拟计算。结果表明,针对硬X射线选用高Z材料作二次封装材料可以达到较好的屏蔽效果。根据计算的结果,在北京同步辐射装置上,利用已经建立的存储器测试系统,对采用不同厚度封装材料的二次封装集成电路SRAM 62256作了屏蔽效应实验,证实了采用二次封装屏蔽加固技术方法后,电路抗X射线的总剂量失效阈值提高了一个量级。建立的屏蔽加固方法对提高器件抗辐射能力具有重要意义。