低能重离子薄窗型气体电离室的设计

正为建立低能重核素加速器质谱测量技术,需研发薄窗型气体电离室。对于传统的气体电离室,一般采用Mylar膜,但其厚度需在1μm左右,但低能重核素在这种膜中会损失很大能量(SRIM模拟1.2 MeV的~(129)I穿不过1μm的Mylar膜,如图1所示),导致电离室无法测量低能重离子。为解决这个问题,30nm厚的Si_3N_4膜作为探测器的入射窗,SRIM模拟显示1.2 MeV的~(129)I在30nm厚的Si_3N_4窗中损失的能量为0.113 MeV,满足低能重核素测量要求。在此基础上,开展了低能重核素探测器的设计和建造,结构如图2所示,     

基于EGSnrc仿真的二维电离室剂量探测器的室壁厚度确定方法

室壁厚度是二维电离室剂量探测器的重要设计参数。在二维电离室剂量探测器的单元空腔几何参数确定的情况下,利用蒙特卡罗仿真方法建立了探测器室壁仿真计算的简化模型,并利用EGSnrc程序对模型进行了仿真计算,给出了室壁厚度的参考数值。结果表明,当空腔为直径4.5 mm、高5 mm的圆柱形时,在能量为1.25 MeV射线下,为达到1%的测量精度,电离室前壁厚度需达到4.4 mm,侧壁厚度需达到1.5 mm;在1.25~4 MeV射线能量范围内使用时,为达到1%的测量精度,侧壁厚度需达到5 mm。本文研究结果可作为该种探测器的设计依据。     

测量煤炭灰分的低能γ射线反散射方法

介绍了测量煤炭灰分的低能γ射线反散射方法。研究了最佳灵敏度的条件和最佳几何配置、成分变化对测量的影响和补偿方法。测量范围为8%—15%,标准误差为±0.37%。     

基于丝壁电离室的数字化氚在线测量系统的研制

涉氚场所中的氚浓度在线测量是保障工作安全顺利进行的有力条件。针对涉氚场所中氚主要以氚气形式存在的特点,设计并研制了一套数字化氚在线测量系统。该系统采用补正极原理设计了丝壁电离室,消除了氚在进入电离室前产生的电离离子对测量结果的影响;开发了数字化信号处理系统,可自控获取、处理及显示过程中的氚浓度。系统在氚靶生产过程中得以应用,结果表明,丝壁的设计使得电离室室壁氚吸附产生的记忆效应减小到1%以内,系统中的氚浓度能够在线实时准确测量、显示,能很好地满足涉氚场所氚在线测量的要求。     

基于CdZnTe探测器的低能γ射线16通道探测系统

结合小尺寸CdZnTe半导体探测器,针对低能γ射线,设计了结构紧凑的低噪声16路核电子学阵列探测系统,结合了系统的工作原理和测试结果。常温下,对241Am的59．5keVγ射线,每个探测通道总噪声大约为8．9keV（FWHM）,计数能力约为9×10^4／s。     

透射电离室作为低能质子束流监测器的研究与应用

为有效监测低能质子的束流强度,研制了一种透射型电离室,用于HI-13串列加速器上低能质子束流的监测。研究了它的基本计量学性能,结果表明,各项性能均满足工作级电离室的要求。与传统的侧向束流监测用金硅面垒探测器测量结果相比,基于同向测量的透射电离室作为监测探测器明显优于金硅面垒探测器,提高了测量结果的准确度。     

γ电离室对不均匀辐射场的响应

本文报道了用准直细束照射圆柱形及球形电离室的实验,室壁材料为石蜡、石墨与黄铜,实验结果可以直接用于球形室的反平方律改正。证明了对球形室的改正系数不可能包含距离的奇次项。实验结果表明只考虑与入射方向无关的、正比于被照射面积并且角分布服从余弦律的次级电子成分是不符合实际情况的。提出了一个把次级电子近似地分成两个成分的计算方法,它在射线射入角等于射出角时与实验结果符合的很好,但与已有的前后壁贡献比的实验结果相比还存在着矛盾。所增加的成分虽然也是由室壁产生的,但其反平方律改正,却具有体积积分的形式,因此可以利用已有的反平方律改正的计算结果。这两种成分之比与室壁材料对次级电子的散射能力有关,所以不同材料的反平方律改正系数也将不同。对反平方律改正也作了一般性的讨论。文中还讨论了收集极的作用。     

自制低能自由空气电离室(PRS—2)与电离室(NPL2561)的比对

1 引言 低能自由空气电离室（RPS—2）是本实验室在70年代末为解决K荧光X参考辐射照射量率的测量问题而自行研制的,见图1。 用于仪表刻度的K荧光X参考辐射源给出的低能X辐射可低达6keV或更低,ISO4073推荐的能量下限为8.6keV,而本实验室的参考仪器NPL2560次级标准照射量仪主要是用于过滤X参考辐射照射量的测量,在16.5keV以下的能区就无法给出量值。低能自由空气电离室的研制,解决了这一问题,它是从伦琴的基本定义出发,主要参考了美国NBS Ritz的类似工作而设计的,设计使用的能量范围小于     

用于γ辐射场测量的差分电离室的设计

设计了一种用于测量γ辐射场的高气压差分电离室。采用双电离室、单输出的探头结构和添加铅屏蔽体相结合的方法,实现了强γ辐射场中特定方位γ辐射信号的差分测量技术。通过蒙特卡罗模拟和试验测试,在探头外包裹锡带的探测器获得了较好的能量响应线性。同时,还介绍了与差分电离室相配套的弱信号放大电路的设计。     

低能自由空气电离室——空气衰减改正项的理论公式

本文从自由空气电离室的基本原理出发,导出了在考虑光子在路径上受到空气衰减条件下自由空气电离室空气衰减改正项的数学解析式,表明目前通用的表达式,只是个近似式。最后文章给出了部分数值结果,对各参数的影响作了讨论。     

基于PCA-GA-SVM的n/γ甄别方法研究

由于常用中子探测器对中子和γ射线均呈现敏感性,所以消除γ射线对中子测量的影响很有必要性。考虑到支持向量机（SVM）能实现二分类器功能,本文结合主成分分析法（PCA）、遗传算法（GA）,将SVM应用在混合场n/γ的甄别工作中。通过PCA对特征值进行降维,避免SVM出现过拟合现象,同时通过GA迭代方式寻找SVM关键参数惩罚因子C和核函数参数g的最优值。对PCA-GA-SVM网络在n/γ甄别中的准确性进行验证后与电荷比较法及频域梯度分析法甄别结果进行对比。结果表明,经过PCA与GA优化后的SVM网络甄别精度提升显著,该方法可为混合场n/γ提供有效的甄别。     

二维电离室阵列探测器的室壁效应研究

由于二维电离室阵列探测器在剂量测量精度、实时性、可重复性上具有优势,其在放射治疗中的应用日益广泛。二维电离室阵列探测器由平行板电离室单元组成的二维平面阵列构成,阵列单元由充空气的腔室（空腔）及其室壁构成。根据空腔理论,空腔中的电离几乎全部由来自室壁的次级电子产生,因此研究室壁效应是提高二维电离室阵列探测器性能与优化其结构设计的重要环节。利用蒙特卡罗方法,分析研究了不同能量的入射光子在不同部位的室壁中产生的次级电子数量随室壁厚度的变化规律。结果表明,进入空腔的大部分次级电子由电离室前壁产生,且随入射光子能量增加,次级电子数达到最大所需的室壁厚度也增加;对于侧壁和后壁,大部分次级电子产生于空腔附近2~3 mm厚的室壁中,且对入射光子能量不敏感。同时还研究了不同探测器结构对各探测单元之间信号串扰的影响。结果表明,串扰程度与侧壁厚度密切相关,且随入射光子能量的增加而增大,而与空腔尺寸的关系不大。研究结果对二维电离室阵列探测器的设计具有重要的指导价值。     

测量X和γ射线用的电离室的研究

本文介绍三种电离室的结构和性能。体积为0.5cm~3,以纯石墨为壁体的电离室,在X射线管电压为60～220kV、半价层为0.07mmCu和2.5mmCu时,其能量响应的最大误差不超过1.5％,而对~(137)Cs和~(60)Co γ射线的校正因子(附加3.75mm有机玻璃平衡帽)也处在上述范围内;体积为2cm~3,分别以酚醛塑料、纯石墨、聚四氟乙烯为壁体的电离室,在上述能量范围内,其能量响应最大误差为3～5％;体积为200cm~3,以酚醛塑料为壁体的电离室,其最大校正因子为5％。上述电离室可作次级标准伦琴计和防护剂量测量用。     

基于BP神经网络的n/γ甄别方法研究

常用的有机闪烁体探测器对中子和γ射线均敏感,所以消除或减弱γ射线在中子探测技术中的影响是必要的。考虑到BP神经网络能实现分类器的功能,因此本文结合脉冲形状甄别技术与BP神经网络,将BP神经网络应用在中子与γ射线混合场的粒子甄别中。通过训练BP神经网络达到记忆、分类测试样本的目的。对BP神经网络应用于n/γ脉冲波形甄别的准确性进行验证后与电荷比较法及频域梯度分析法甄别结果进行了对比。结果表明,BP神经网络甄别法不仅能为混合辐射场提供有效的甄别,而且在甄别时间上较电荷比较法与频域梯度分析法有所提高。     

基于有限元方法计算多丝电离室的电场构型

本文采用基于有限元方法的ANSYS软件模拟计算了不同几何结构和极间偏压下多丝电离室腔室中的电场强度分布,研究了丝半径、丝间距、极间距和极间偏压变化对电离室电场的影响。结果表明,减小丝半径、丝间距、极间偏压和增大极间距可有效减小电离室中电场强度的变化幅度,从而获得稳定的电场。     

低能重离子核反应的中子和γ量子产额

低能重离子核反应的中子和γ量子产额,无论从加速器的辐射防护来说,还是从重离子的应用来说,都是需要了解的。然而,这方面成熟的理论和实验资料还比较缺少,目前作精确计算还有困难。本文提出一个简单通用的估算方法,并与有限的测量结果作了比较。     

低能X射线自由空气电离室散射和荧光光子修正因子的研究

为了减少散射和荧光光子在低能X射线自由空气电离室复现空气比释动能的影响,需要引入散射和荧光光子修正因子。运用EGSnrc MC模拟程序中的DOSXYZnrc程序包对6~50 ke V能量范围内X射线自由空气电离室的散射和荧光光子修正因子进行模拟计算,获得散射和荧光光子修正因子的值;参考CCRI的国际比对规范,对低能X射线规范下的5个辐射质的散射和荧光光子修正因子进行了模拟计算,得出散射和荧光光子修正因子的值。研究结果表明:所得散射和荧光光子修正因子不确定度为0.1%,可为低能X射线空气比释动能的国际比对提供数据支持。     

蒙特卡罗方法计算低能γ射线在NaI晶体中能量沉积谱

本文考虑了低能γ射线的光电效应、康普顿散射、对生成,电子和正电子在库仑场慢化中的轫致辐射,以及正电子静止湮没。用蒙特卡罗方法模拟γ射线、电子及其级联过程,得到了低能γ射线在NaI晶体中的能量沉积谱、响应函数和绝对探测效率。计算结果与实验值符合较好。     

n-γ电离室输出电流测量中I-F变换器的设计

介绍了一种用在辐射剂量仪中,对极微弱的电流信号进行放大测量的电路,并对其实现方案及各部分的特殊要求进行了详细的讨论。