PIN硅光电二极管用于γ射线探测的试验研究

在X、γ射线的剂量或剂量率测量场合,常用到PIN硅光电二极管.比起传统的电离室等,它有体积小、灵敏度高、成本低、不需要高压等优点;与计数管、闪烁探测器相比,其电流输出的特性可以避免脉冲场下的死时间问题.但大剂量照射造成的辐射损伤是影响其性能的最大因素.以XRB100s-CB380为例,通过试验研究了PIN硅光电二极管的特性,包括灵敏度、偏压影响、温度补偿、辐射损伤及退火等,并简单介绍了实际应用中对输出电流信号的处理方法.     

硅PIN光敏二极管探测X、γ射线的性能及应用

介绍了硅PIN光敏二极管和电荷灵敏前放组成的X射线探测器和配合CsI(Tl)晶体构成的γ射线探测器的性能和测量结果,同时研究了光敏二极管探测器能量分辨率的温度特性。测量X射线时,在-10℃下对241Am的59.5keV射线的能量分辨率为4.8%;用PIN光敏二极管配合10mm×10mm×10mm的CsI(Tl)晶体测量γ射线时,在20℃下对137Cs0.662MeVγ射线的能量分辨率为9.9%,60Co的1.332MeVγ射线的能量分辨率为6.4%,-10℃下的能量分辨率分别为8.7%和6.3%。     

φ60mm×600μm硅PIN探测器γ灵敏度和时间响应测量

φ60mm×600μm硅PIN半导体探测器是近年国内新研制的大面积高灵敏度探测器,用1013Bq级的60Coγ放射源测量了该类探测器的60Co γ灵敏度,用CΓC脉冲辐射源(约0.2MeV)测量了该类探测器的时间响应.实验和理论计算表明:该类探测器的60Co γ灵敏度约为5 fC*cm2/MeV.脉冲响应上升时间约为10ns,脉冲响应半高宽约为35ns.     

硅PIN光电二极管探测系统的研究

本文主要研究了基于PIN光电二极管与CsI(T1)晶体的γ射线辐射探测器,给出了电流放大型和电压放大型的原理图以及制板图,并对其性能做了简单分析.     

PIN半导体探测器在个人剂量仪中的应用研究

以SDM2000个人剂量仪为例,针对个人剂量仪的特点．对PIN半导体探测器在个人剂量仪中的应用进行了研究．并进行了详尽的性能测试．取得了较好的结果。     

闪烁薄膜探测器n/γ分辨研究

本文研究闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的测量结果偏低于理论值的问题.研究发现,理论计算忽略了探测器入射窗、出射窗及空气等条件,而γ射线与这些物质作用产生的次级电子会在薄膜闪烁体内沉积能量,造成探测器伽玛响应灵敏度增强.根据MCNP程序模拟和真空实验验证,证实对于薄膜闪烁体次级电子的影响不可忽略,并且影响比例随薄膜闪烁体厚度变薄而增大.空气等产生的次级电子的影响是制约闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的主要因素,因此提出高n/γ分辨的闪烁薄膜探测器需设计成真空结构.     

~(235)U裂变碎片在PIN探测器中沉积能量的实验研究

利用中子与235U发生裂变反应的截面在裂变中子能区基本不变这一特点,可设计研制裂变靶室探测系统,该系统中子能量响应较平坦,在脉冲中子总数测量中有广阔的应用前景。利用K-400加速器稳态DT中子源,实验标定了235U裂变碎片在PIN探测器中的平均沉积能量,并与理论计算结果进行了比较。裂变靶室系统探测效率可通过数值计算准确给出,与平均沉积能量实验测量值相结合,可得到准确的中子灵敏度数据,进而获得裂变靶室探测系统中子能量响应曲线。     

能量响应标定中的单能γ获取技术

简要叙述了将强^60Co辐射源转换为系列单能γ辐射源的原理和方法,重点介绍了两个关键技术。辐射屏蔽技术和降低能量弥散技术．研制出了一个有效的实验装置．使信噪比达到了10：1、能量弥散度达到了6％以下。     

γ灵敏切伦科夫光纤阵列探测器的γ/n分辨能力研究

在脉冲辐射混合场(n,γ)中进行γ射线参数测量,要求探测器系统必须有很快的时间响应,还应有很高的γ/n分辨能力。本文详述了切伦科夫(Cherenkov)辐射原理,用蒙特卡罗软件MCNP模拟计算了γ、中子在不同光纤阵列材料中的能量沉积,根据计算结果选择铅玻璃作为光纤阵列切伦科夫辐射体,配合常聚甲基丙烯甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)塑料光纤光导传输,由光电倍增管转换为电信号输出,研制了一种γ灵敏切伦科夫铅玻璃光纤阵列探测器。在中国原子能科学研究院的600 k V高压倍加器上进行了14.1 MeV中子灵敏度实验,又在西北核技术研究所60Co源上完成了1.25 MeVγ灵敏度实验。实验数据与模拟结果推算得出的数据基本相符,表明该探测器系统具有较高的γ/n分辨能力,可满足在脉冲中子、γ辐射混合场中对γ射线参数测量的分辨能力要求。     

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。     

γ能谱仪在室内环境中的辐射测量技术研究

对于室内环境中的电离辐射剂量测量,常用碘化钠探测器进行总量测量,由于该探测器对不同能量的γ射线响应相差较大,而总量测量未进行能量剂量响应修正,因此测量结果误差较大,影响了室内环境辐射剂量检测的准确性。论文介绍了γ能谱仪测试室内环境中的辐射剂量研究结果。     

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。     

几种常用晶体在单能γ射线照射下的能量响应研究

总结了3种常用晶体(ST-401、NaI和CeF3)在4种单能γ射线(0.622MeV、1.25MeV、2.365MeV和6.13MeV)照射下的能量响应,并对实验现象进行了合理地分析,同时给出了实验结果.     

MCNP程序在坑道定向γ能谱探测技术中的应用研究

在坑道内进行γ能谱测量时,其探测结果会受到来自矿井四周的γ射线影响,测量结果不能反映其真实值。为了得到较为真实的值,本文通过MCNP程序对γ能谱的外屏蔽设置在不同材料,厚度及形状的情况下进行模拟,最终得出采用厚度为1 cm铅屏蔽体,外形结构使用圆柱形的屏蔽体;同时采用不同源项设置,得出不同能量段下的透射系数,得出优化结果,为今后矿井下的能谱测定提供定值。     

成对电离室相对中子灵敏度的确定及在(n,γ)混合场中吸收剂量的测定

本文对用铅减弱法测 k_u 的历史情况作了简短回顾,并介绍了处理铅减弱法实验数据的方法。在由 Sames 静电加速器上 T(d,n)~4He 反应产生的(n,γ)混合场中,用铅减弱法对自己设计制作的平行板流气电离室(TE-TE,Mg-Ar 和 Al-Ar)作了测量。由计算给出了组织等效电离室的 k_T值,且确定出:k_U(Mg-Ar)=0.193±0.010及 k_U(Al-Ar)=0.160 0.011。同时,对窄束、宽束(n,γ)混合场相应的中子、γ组分的吸收剂量作了测定。     

真空型康普顿探测器γ灵敏度的M. C模拟计算与实验研究

根据真空型康普顿探测器的结构及其工作原理,对其γ射线灵敏度进行M.C模拟计算,并和实验标定结果进行比较,两者在不确定度范围内符合得很好.通过实验校准后的M.C模型,可以拓展到探测器γ能量响应曲线的计算.该工作为获取真空型康普顿探测器可靠的γ射线灵敏度以及γ能量响应提供了一条经济适用的技术途径.     

核四极共振技术在黑火药探测中的研究

为增加基于核四极共振(NQR)技术探测爆炸物的种类,对黑火药的NQR特性进行了研究.介绍了探测方案的设计与实现,掌握了黑火药NQR共振频率等参数及试验方法.实际测试表明,探测结果准确,从而也为今后NQR技术的扩展应用打下了基础.     

MCNP程序在核弹头核查中子探测技术研究中的应用

为合理设计基于核弹头泄漏中子被动测量核查方法的实验方案，根据假想核弹头模型，用MCNP程序计算了其泄漏中子能谱。结果表明，核材料自发裂变中子在透射出弹体后被慢化，大部分中子成为慢中子，能量小于0.5MeV。分析了这一结果对核武器现场核查中子探测技术的意义。      

模型库技术在核化事故危害预测中的应用研究

针对核化事故危害预测模型多环节、多模型、模型间具有继承性的特点,以核化事故中放射性物质及有害化学品大气扩散模型为重点,应用面向对象方法建立模型基本体系,并在此基础上论述了基于决策支持的核化事故危害预测模型库系统的设计和实现技术。     

不确定性分析技术在某环保配套工程安全评价中的应用研究

为解决放射性废物处置安全评价结果受认知水平和长时间尺度等因素引起的不确定性问题,基于某环保配套工程项目开展确定性模型安全评价,然后基于概率论方法、拉丁超立方抽样技术生成1 000个样本,开展不确定性分析和灵敏度分析工作。结果表明确定性模型相对于不确定性模型,对近场释放率计算结果偏高,对地质圈释放率计算结果良好,对Mo-93、Ni-59产生的照射剂量估算较好,对I-129产生的照射剂量代表性中等偏下。灵敏度分析结果表明工程屏障中混凝土相关参数(如：混凝土有效扩散系数、混凝土中核素分配系数、混凝土屏障厚度)、废物浸出率、初始活度和核素在地质圈的分配系数为模型释放率峰值主要影响参数,可为后续工程设计与野外调查遴选出重点参数。