光纤传输型便携式大面积表面污染监测仪的实验研究

以β放射性表面污染测量为对象,基于薄片式大面积塑料闪烁体探测器,建立了光纤传输型大面积塑料闪烁体表面污染监测仪实验装置,探测灵敏面积达1 200 cm2。初步实验表明,在10根光纤作为光收集的条件下,对90Sr-90Yβ面源的探测效率可达到7%。该探测器具有面积大、结构简单、环境适用性强等优点,未来可用于大面积β核素放射性表面污染的测量。     

超快猝灭塑料闪烁探测器氘氚中子灵敏度标定

本文概要介绍了超快猝灭塑料闪烁探测器特性，并在不同闪烁体、光导和微通道板光电倍增管的组合条件下用１０ｎｓ脉宽的窄脉冲中子管对探测器的Ｄ－Ｔ中子灵敏度进行了标定。由这些标定数据推算出的探测器不同条件下的Ｄ－Ｔ中子灵敏度与实测数据在误差范围内是一致的。     

SiPM用于闪烁探测器的性能研究

为进一步发挥硅光电倍增管(Si PM)在闪烁探测器体的作用。采用Si PM与塑料闪烁体光导耦合搭建的探测器,对Si PM的偏压特性、温度特性、抗磁场性能和耐辐照性能进行了实验测试,给出相应的测试数据并对测试数据进行分析,分析结果表明该测试数据可用于指导Si PM在实际工程中的应用。     

Geant4模拟计算新型载6~Li塑料闪烁体的中子能量响应

载6Li的塑料闪烁体是为提高塑料闪烁探测器对低能中子的探测灵敏度,根据中子灵敏度补偿原理而研制的新型塑料闪烁体。采用geant4软件,模拟计算了新型载6Li的塑料闪烁体的中子能量响应,获得了几种不同6Li浓度及不同厚度的掺6Li塑料闪烁体的中子能量响应曲线,并与原有材料的实验结果进行了对比。计算结果表明,6Li核素的加入对闪烁体低能中子段的能量响应确有较好的改善作用,新型闪烁体具有很好的特性以实现探测器中子能量响应的坪特性。     

放射性氙叠层闪烁探测器的设计与初步实验

放射性氙的4种同位素131 Xem、133 Xe、133 Xem和135 Xe是地下核试验最重要的示踪气体,是目前CTBTO全球监测系统监测的主要核素。本文设计并研制了一种针对低水平放射性氙测量的叠层闪烁探测器,可实现放射性氙4种同位素的β-γ符合测量,简化了探测器结构。利用MCNP5工具包模拟了两种结构的探测器,获得了β闪烁层的最佳厚度,1.5mm厚塑料闪烁体BC404几乎完全屏蔽4种氙同位素的β信号,135 Xe的910keV特征β射线仅0.8%沉积在γ闪烁层CsI(Tl)中,而对133 Xe的81keV特征γ射线吸收低于6.5%;观察到明显的氙气样品自吸收效应,氙气气压由0.1 MPa增加到0.25 MPa时,氙气对133 Xe的346keVβ射线吸收增加45.6%。基于模拟结构设计,研制了用于放射性氙测量的叠层闪烁探测器,初步实验结果表明叠层闪烁探测器能有效抑制本底计数,抑制因子约96.4±1.0。     

利用MCNP模拟气体裂变产物混合源的γ剂量率

西安脉冲反应堆辐照铀靶后,抽取Kr、Xe裂变气体,通过活性炭吸附于气体源盒内。HPGe γ谱仪测量源盒内混合气体活度,塑料闪烁探测器测量γ剂量率。将源盒、塑料闪烁探测器的几何结构、材料作为蒙特卡罗程序（MCNP）输入信息,模拟塑料闪烁探测器对源盒中核素活度与其γ剂量率对应关系,结合HPGe γ谱仪所测活度得到剂量率模拟值,结果与实测值偏差小于6%。该工作说明在已知放射源空间结构、放射性核素种类和活度的情况下,采用MCNP模拟计算复杂气体放射源γ剂量率的方法是可行的。     

用KeV单能电子束激发塑料闪烁体产生的发光光谱的研究

用3keV和5keV的单能电子束激发塑料闪烁体,分别测量了样品的透射和背向的发光光谱。发现背向发光光谱比透射发光光谱具有丰富得多的短波成分。研究表明,这种差异是闪烁体自吸收造成的,背向的发光光谱是闪烁体自身无自吸收畸变的本征发光光谱。 本文还对比研究了塑料闪烁体的光致发光光谱。     

用于测量放射性气溶胶β射线的Phoswich探测器的蒙特卡罗模拟

描述了用于β放射性气溶胶放射性活度测量的Phoswich探测器的蒙特卡罗模拟.Phoswich探测器由塑料闪烁体和BGO无机闪烁体组成,应用Geant4蒙特卡罗程序,对不同入射粒子在塑料闪烁体和BGO内的能量沉积与衰减特性进行了数值模拟计算,去除α射线和γ光子的影响后,得到能用于放射性气溶胶的β放射性活度测量的Phos...     

放射性惰性气体实时测量装置的设计与模拟研究

核反应堆在运行过程中或核应急情况下会产生~(85)Kr、~(133)Xe、~(135)Xe和~(41)Ar等放射性惰性气体,准确测量不同惰性气体的放射性活度对了解反应堆的运行状况和核应急预警均有重要意义。根据各种核素衰变发射的β、γ射线,设计并优化了可用于放射性惰性气体活度实时测量的4π双叠层闪烁体探测器。探测器的内层塑料闪烁体用于测量β射线,外层碘化铯闪烁体(CsI)用于测量γ射线,并通过β-γ的符合测量实现不同放射性核素的分辨及活度测量。针对核电放出的4种主要放射性惰性气体,基于GEANT4(GEometry ANd Tracking 4)模拟库包,研究了塑料闪烁体、CsI厚度及气体采样腔尺寸对不同核素发射的β、γ探测效率的影响;并给出该4π型双叠层闪烁体探测器的优化几何尺寸和相应探测器性能,为后续探测器的制作与测试提供参考。     

核电厂β放射性气溶胶监测系统设计

针对核电厂厂房辐射监测,构建了一种基于β灵敏塑料闪烁体的气溶胶监测系统。对探测器的性能进行了MC模拟和实验验证。结果表明:探测器具有探测效率高、测量量程范围宽的特点,适合于核电厂放射性气溶胶的监测。     

In-situ evaluation for activated concrete in accelerator facility with scintillation-type gamma-ray spectrometer

The assessment of activated concrete is particularly difficult during the decommissioning of an accelerator facility.Destructive analysis by core boring is the only method of investigating the activity of concrete material.To address this problem,an in-situ and nondestructive analysis method was developed to determine γ-ray-emitting nuclides and their specific activities in the concrete walls and floor by using a portable germanium semiconductor detector.In this work,we examined a substitute for Ge detector to establish a simpler and more convenient method.As candidates,we focused on some scintillation type spectrometers,and the possibility of a substitute for a Ge detector was examined by both simulation and experiment.The detection limits were roughly estimated through Monte Carlo simulation for various scintillation crystals,and it was found that 1.5-inch LaBr₃,CeBr₃,and SrI₂ could distinguish the clearance level.It was confirmed that the 1.5-inch LaBr₃ could reproduce the calibration curve of the Ge detector in the experiment.The required thickness and length of the radiation shield for suppressing the background radiation during the measurement was also determined for the convenience of an actual decommissioning work.     

用于总β测量的新型组合探测器主探测部件γ效率计算

介绍了一种用于放射性场所总β水平测量的组合探测器的结构与工作原理。对其主探测部件（塑料闪烁体）的厚度及其对γ的探测效率进行了理论推导。并用MATLAB求出探测效率的数值解。     

新型溴化镧闪烁晶体探测器研制

采用优选的封装材料及优化的工艺,将Φ1.5"×1.5"的LBC闪烁晶体与R6231-100光电倍增管直接耦合,并整体封装在铝合金外壳中,制成新型溴化镧闪烁晶体探测器。该探测器的能量分辨率为2.8%(~(137)Cs),在500 keV~1400 keV范围内能量响应的非线性为0.96%,脉冲幅度随探头方向的变化量为0.2%,在-30至+40℃范围内脉冲幅度输出的温度系数为-0.65%/℃。探测器除了来自于~(138)La的0.077cm~(-3).s~(-1)本底辐射外,还有来源于~(227)Ac及其子体的0.99cc~(-1).s~(-1)本底辐射。     

大面积气体闪烁正比计数器的研制及性能测试

本工作建立了一套有效探测面积大于300 cm²的气体闪烁正比计数器系统,并利用波长转换材料实现了普通光电倍增管对光信号的收集。对该系统进行了系列性能测试,测试结果表明,探测器对¹⁰⁹Cd 22.6 keV X射线具有7.5%的能量分辨率,点源距探测器3.2 cm时达到12.4%的探测效率。本工作的研究成果将为核污染场所低能X、γ放射性样品测量及超铀核素人体内照射污染测量等提供一种有力手段。     

双端输出塑料闪烁体探测器的符合关联测试

利用双端信号输出的塑料闪烁体与灵敏度高、时间响应快的硅光电倍增管构成塑料闪烁体探测器探头,并与后端的数字化转换器等电子学系统搭建成塑料闪烁体探测器系统。为了研究不同数据处理方法对真事件探测效率和能量分辨率的优化,分别使用标准γ源60Co和137Cs对塑料闪烁体探测器系统进行测试。研究了关联事件的符合时间窗对探测器真事件探测效率的影响,分析了波形的积分长度与脉冲信号甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)开窗法对能谱能量分辨率的改进。结果表明,在关联事件的符合时间窗为15 ns时,真事件探测效率最佳,当波形积分长度为80 ns时,通过PSD开窗后能量分辨率由原来的53.38%优化为42.21%。     

塑料闪烁光纤阵列探测器研制及验证

为解决污染土壤中90Sr的快速、直接测定难题,研制了塑料闪烁光纤阵列探测器,通过塑料闪烁光纤空间排布设计、多路信号分析逻辑设定,实现从β、γ及宇宙射线信号中甄别出90Sr 90Y衰变的β射线信号,完成了土壤中90Sr的直接测量。探测器本底计数率为198 s-1,90Sr探测效率为14%,最小可探测活度为018 Bq/g（5 min）,测量净计数率与参考土壤90Sr比活度呈线性关系,拟合优度为0999。测量了极低放污染土壤,通过添加定量的90Sr再次测量方式对结果进行验证,测量值与参考值符合较好。塑料闪烁光纤阵列探测器测量速度快、准确度高,可用于核设施退役、环境普查等大规模土壤样品90Sr快速、直接测定。     

萃取液闪α能谱法分析高放废液中的α核素

萃取液闪α能谱法是一种将萃取法、液闪法和α能谱法的优点有机结合在一起的新方法,用该方法分析α核素,操作简单易行,可避免冗长的放化分离过程和复杂的α源制备程序。本文利用该方法分析了真实高放废液中的α核素,分析结果与历史数据符合良好。针对真实高放废液的特殊性,即大量⁹⁰Y干扰α/β甄别的问题,提出了两种方案来降低待测样品中⁹⁰Y的活度以消除⁹⁰Y的干扰,即推迟测量和稀释,实际应用时可根据具体情况进行选择。     

Determination of spatial resolution of plastic scintillation fiber array with a simple method

The spatial resolution of a position sensitive gamma-ray detector configuration based on plastic scintillation fiber array was measured using a Monte Carlo simulation method. Both point spread function and modulation transfer function （MTF） were presented. The factors that influence the spatial resolution were also discussed. The results of the simulation showed that the intrinsic spatial resolution was consistent with the size of the physical pixels and a few centimeters spatial resolution could be obtained under certain circumstances.