YAP:Ce闪烁探测器的γ射线灵敏度研究

使用进口的新型YAP：Ce无机晶体和近年国内研制的CeF3,PbWO4配大线性电流光电倍增管组成闪烁探测器系统,用^60Co和^137Csγ源实验测量探测系统的γ射线灵敏度;并用MCNP／4B程序进行建模计算;最后对理论计算和实测数据进行了比较,分析研究。得出结论：新型YAP：Ce无机晶体对γ射线的灵敏度相对较高,对^60Co源和^137Cs源γ射线而言,是同体积的CeF2晶体的10倍多,利于γ射线测量。     

国产LaCl3:Ce探测器裂变γ能区多能量点灵敏度测量

应用⁶⁰Co强γ源进行康普顿散射,再结合0.67 MeV（¹³⁷Cs源）和1.25 MeV（⁶⁰Co源）标准γ源,获得裂变γ能区多种能量γ辐射。以国产掺铈氯化镧（LaCl₃:Ce）闪烁晶体样品配光电倍增管构成快响应闪烁探测器,在这些γ能量下对LaCl₃:Ce探测器灵敏度进行了测量。测量结果表明：以LaCl₃:Ce对0.67 MeV γ的灵敏度为归一基准,LaCl₃:Ce对1.25 MeV γ的灵敏度约为1.28;对尺寸为f40 mm×2 mm的LaCl₃:Ce,能量在0.39～0.78 MeV之间对应的灵敏度最大为1.18,最小为0.96;对尺寸为f40 mm×10 mm的LaCl₃:Ce,最大为1.06,最小为0.98。本测量数据可为理论计算LaCl₃:Ce能量响应定标、校正提供测量数据参考,为获得裂变γ能区LaCl₃:Ce探测器综合灵敏度提供实验数据依据。     

101Moγ射线发射几率测定

¹⁰¹Mo是裂变燃耗诊断的重要核素之一，它的半衰期短，准确测定¹⁰¹Mo核衰变数据的难度大。本工作采用强度平衡法和全程记录法测量¹⁰¹Mo和¹⁰¹Tc的γ射线发射几率P_γ。¹⁰¹Mo P_γ的强度平衡法测量结果比全程记录法的测定结果高5%，而¹⁰¹TcP_γ的两种方法测定结果在不确定度范围内一致。有关¹⁰¹Mo的γ射线发射几率测量方法及其测定值有待进行进一步研究和测定。      

国产掺铈氯化镧晶体γ探测能力测量

掺铈氯化镧晶体(Lacl3:Ce)是国际上最新研制的无机闪烁快响应晶体,其具有对γ探测能力强,时间响应快,中子、γ分辨能力高等特点。在放射性标准源场中对首批国产掺铈氯化镧晶体配光电倍增管的γ灵敏度进行了测量,测量结果表明国产新型Lacl3:Ce无机晶体对1.25 MeV和0.66 MeVγ射线的探测能力约为NaI晶体的80%左右。此类晶体可作为低强度快脉冲γ辐射测量的候选晶体。     

Ed=20keV2H(d,γ)4He反应截面测量

对E_d=20keV的氘束入射到D-Ti靶上由²H（d,γ）⁴He反应产生的γ射线及由²H（d,p）³H反应产生的质子进行测量，得到分支比Γγ/Γp为(1.06±0.42)×10^-7及²H（d,γ）⁴He反应截面σ的上限值为(2.9±1.2)×10^-39m²。     

γ射线探测器能量响应标定技术

叙述了γ射线探测器能量响应的标定原理和方法，即利用Compton散射将强⁶⁰Co源的1.25MeVγ射线转换为0.36~1.02MeV(25°~90°)范围内任意能量的系列单能γ射线；采用辐射屏蔽技术和提高能量分辨率方法对γ射线探测器进行了该能区的能量响应标定；通过MCNP程序对探测器的能量沉积趋势和不同散射角散射γ射线的能量分布进行模拟计算。结果表明：该标定系统信噪比达到了20∶1左右，能量分辨率约为6%，0.66MeV的灵敏度与标准¹³⁷Cs源直照标定的灵敏度基本一致。     

Ce:YAG闪烁晶体的γ射线相对能量响应研究

Ce:YAG闪烁晶体对在脉冲γ射线测量有重要应用,本文研究其γ射线相对能量响应.用Compton散射原理把强60Co源分解成若干单能点γ射线源,测定了国产Ce:YAG闪烁晶体的γ射线相对能量响应,将结果与质能吸收系数的数值计算结果相比较,两者在实验测量不确定范围内符合得很好.结果表明,用质能吸收系数进行无机闪烁晶体的γ射线相对能量响应的数值计算方法可靠,Compton散射原理提供较合适的单能γ射线辐射源以实验刻度无机闪烁晶体的γ射线的相对能量响应的方法也可行,可用于检验数值计算结果的可靠性.     

声空化核效应实验的中子探测系统

设计建立了用于声空化核效应的中子测量系统,该系统由ST-451液闪探测器和BF₃正比计数管组成,各中子谱仪的仪器精度<2.42%,并导出BF₃正比计数管的中子探测灵敏度计算式。利用高压倍加器氘离子轰击D-Ti靶产生的2.45MeV中子,对BF₃计数管进行探测灵敏度标定。利用BF₃正比计数管测量声空化核效应实验的声核中子,由此估算有效中子发生率为7.0×10⁴～8.0×10⁵s^-1。     

BaF2探测器测量α粒子的时间分辨随温度变化实验研究

本工作对用于测量α粒子的BaF₂探测器的时间分辨随温度变化情况进行了实验研究。实验选用退激γ射线能量较高的²³⁷Npα源,利用α粒子与退激γ射线的时间关联性得到时间谱,在不改变任何条件的情况下对BaF₂晶体加热,加热到设定温度后保持恒温,在BaF₂晶体达到热平衡后开始测量时间谱,由该时间谱上读出的半高宽与标准偏差的线性关系得出α粒子的时间分辨随温度变化的情况。测量结果显示,时间分辨随温度变化在目前实验条件下较为明显,这为未来快时间分辨α粒子探测器的选择和优化使用提供了依据。     

几种闪烁体γ/n分辨能力的MC模拟计算及比较

本文利用蒙特卡罗通用程序MCNP4B对脉冲γ射线束测量中可能用到的几种闪烁体的有关性能进行了模拟计算和比较,给出了三种比较感兴趣的无机闪烁体CeF3、LSO和CsF对γ射线的能量响应曲线。并利用有关能谱数据对八种无机闪烁体BaF2、NaI、CsF、CsI、GSO、PbWO4、YAP：Ce、YAG：Ce的γ/n分辨能力进行了计算,估算了分辨能力的最大、最小值,并与有机闪烁体ST401进行了比较。     

从混合裂变产物中放化分离132I

依据混合裂变产物中碘及其母体碲的同位素的半衰期设计分离¹³²I的流程。该流程的主要步骤为浓HBr蒸发和CCl₄萃取。实验研究了浓HBr蒸发对碘的去污效果；在硝酸介质中，用含I₂的CCl₄作为萃取剂，研究了HNO₃浓度、水相中KI含量和有机相CCl₄中I₂含量对¹³²I萃取率的影响，测定了含SO₂水溶液对¹³²I的反萃率。用设计的推荐流程获得了放化纯的¹³²I，其中含有的¹³¹I的活度为¹³²I的1.3％，分离流程全程对¹³²I的化学回收率约为60％，流程对主要γ核素的去污因子大于10³。     

锆英石对三价锕系核素固化能力及抗γ射线辐照稳定性

为研究锆英石对三价锕系核素的固化效果及抗γ射线辐照稳定性,以Eu³⁺模拟三价锕系核素,ZrO₂、SiO₂和Eu₂O₃粉体为原料设计了包容量为25%～10%（摩尔分数）的锆英石固化体配方,在1500℃条件下保温22h进行固化体的制备,通过⁶⁰Co源γ射线辐照装置对固化体进行γ射线辐照实验。利用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对所制备固化体及经γ射线辐照后固化体的物相、结构及微观形貌进行了分析。结果表明：固化体中虽加入了2.5%～10%的Eu₂O₃,但主物相仍以锆英石物相为主,均具有较高的结晶度,随着Eu₂O₃添加量的增加,变生程度略显增加;固化体经579.1kGy的γ射线辐照后主物相依然以锆英石物相为主,变生程度较辐照前略显增加,但依然具有较高的结晶度。     

基于SnF2靶样的加速器质谱测量裂变产物126Sn的方法研究

在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器质谱系统上建立了以SnF₂为靶样,引出SnF₃^-分子负离子形式的¹²⁶Sn-AMS分析方法。介绍了用于AMS测量的¹²⁶Sn实验室参考标准的研制以及靶物质SnF₂的化学制备过程,通过引束实验确定了可将同量异位素¹²⁶Te本底干扰压低2～3个量级的SnF₃^-分子负离子引出形式,实现了¹²⁶Sn束流的传输以及同量异位素的探测和鉴别。对制备的3个标准样品（¹²⁶Sn/Sn原子个数比为1.033×10^-8、4.54×10^-9、6.43×10^-10）的测量结果显示,¹²⁶Sn/Sn原子个数比测量值与标称值呈良好的线性关系（R²=0.999）,通过测量空白样品获得系统探测¹²⁶Sn测量的灵敏度为（1.92±1.13）×10^-10。     

α能谱法测定241Am(n,γ)242Amg,m的反应分支比

研究建立了1种利用α能谱测定²⁴¹Am(n,γ)²⁴²Am^g,m的反应分支比K₁和K₂的方法。利用²⁴²Am^m与²⁴²Am^g半衰期差别很大的特点，分两次测量²⁴¹Am辐照样品中的²⁴²Cm含量，分别推算²⁴²Am^g与²⁴²Am^m的生成量，从而得到K₁和K₂。实际分析了某反应堆辐照的样品，测得了该反应堆中子能谱对应的K₁和K₂值。     

87Krγ射线发射几率的测定

用相对效率为60%的HPGe探测器测量⁸⁷Kr的相对γ射线发射几率和用内充气正比计数管绝对测量⁸⁷Kr放射性浓度。实验上测得了⁸⁷Krγ射线发射几率。其中，402.6keVγ射线发射几率的测量结果为（49.9±1.2）％。      

溴化镧/氯化镧电流型闪烁探测器性能研究

掺铈溴化镧(LaBr₃∶Ce)及掺铈氯化镧(LaCl₃∶Ce)是近年来出现的性能优良的新型无机闪烁体。本文对LaBr₃∶Ce和LaCl₃∶Ce电流型闪烁探测器的性能进行了研究,计算了探测器的相对灵敏度随入射γ射线能量的变化曲线,测定了其对¹³⁷Cs和⁶⁰Co的灵敏度,并检验了其γ/n分辨本领。结果表明,溴化镧和氯化镧探测器具有较高的γ灵敏度响应和γ/n分辨,适于测量低强度快脉冲中子、γ混合场中的γ射线束。     

106Ag正宇称带结构研究

利用能量为60MeV的¹¹B束流,通过¹⁰⁰Mo(¹¹B,5n)¹⁰⁶Ag熔合蒸发反应布居¹⁰⁶Ag的高自旋态,用15台带BGO反康的HPGe探测器进行在束γ谱学测量。通过γ-γ符合矩阵开窗分析和DCO比值分析,建立新的¹⁰⁶Ag能级纲图。根据正宇称带（1）不存在旋称劈裂,且具有较大的B(M1)/B(E2),初步指定其为建立在πg_9/2_ν［h²_11/2(g_7/2/d_5/2)］组态上的磁转动带。     

60Co治疗机散射校正因子的蒙特卡罗计算

利用蒙特卡罗程序MCNP模拟计算了⁶⁰Co治疗机的3种散射校正因子,并计算了总散射校正因子S_c,p与模体散射校正因子S_p随射野及深度的变化。计算结果表明：散射校正因子计算结果与测量结果符合较好;S_c,p与S_p随射野的增大而增大;射野大于10cm×10cm时,S_c,p与S_p有随着深度的增加而增大的总趋势;射野小于10cm×10cm时,S_c,p与S_p有随深度增加而减小的总趋势。因此,在计算处方剂量时不可忽略散射校正因子的影响。利用蒙特卡罗方法可建立1组准确和全面的散射校正因子,为放射治疗临床使用、质量保证和质量控制提供依据。     

球形石墨空腔电离室壁修正因子的Monte-Carlo模拟和实验测量

采用Monte-Carlo模拟和实验测量两种方法对30cm³球形石墨空腔电离室在⁶⁰Coγ射线下的壁修因子Kwall进行研究。实验和模拟计算结果的比较表明，传统的线性外推法确定的壁修正能基准组的30cm³和50cm³球形石墨空腔电离室在⁶⁰Coγ射线下的相对电离电流和壁修正因子进行了Monte-Carlo模拟计算，计算的相对电离电流值与NIST发布的实验测量值在0.12%内吻合。     

高温无机闪烁晶体Ce:YAlO3的缺陷研究

采用同步辐射白光透射形貌术研究了提拉法生长的高温无机闪烁晶体Ce:YAlO3（简称Ce:YAP）中的缺陷。实验发现在Ce:YAP晶体中存在着生长条纹、包裹沉积物、核心、孪晶及位错簇等缺陷，同时对生长缺陷形成的原因进行了讨论。结果表明，离子掺杂浓度、原料的纯度以及生长工艺条件等是影响Ce:YAP晶体缺陷的主要原因。