光致荧光材料CaS:Eu,Sm在辐射剂量测量中的应用

采用碳还原法合成了CaS：Eu,Sm,并对光激励发光材料CaS：Eu,Sm的辐射剂量特性进行了研究。将CaS：Eu,Sm材料做成PMMA剂量片在^60Coγ源下接受辐照,然后搭建在线实时测试系统对剂量片发出的荧光信号进行测量。文中主要探讨了光激励发光材料CaS：Eu,Sm在辐射剂量测量中的应用。     

PLA/POE-g-MAH共混材料的辐照效应研究

采用熔融共混的方法制备了PLA/POE-g-MAH/TAIC共混材料,并进行γ射线辐照.通过力学、凝胶和扫描电镜测试,研究了共混材料的辐照效应.结果表明,辐照可以对该体系进行界面原位增容,从而提高其力学性能.当重量配比为50/50/3的PLA/POE-g-MAH/TAIC共混材料在30kGy剂量下辐照时,其缺口冲击强度...     

国产RPV钢质子辐照的巴克豪森噪声研究

采用240 ke V质子对国产反应堆压力容器(RPV)钢试样进行辐照。辐照注量为0.25×1017~5×1017cm-2(对应位移损伤量0.05~1 dpa)范围。对辐照试验分别进行巴克豪森噪声(MBN)检测和辐照样品的显微硬度测试,研究MBN信号与辐照注量和力学性能之间的关系。结果表明:MBN信号对辐照缺陷非常敏感,随着辐照损伤量增加MBN信号先快速降低,随后又开始升高,并在0.3~1 dpa区间变化趋于缓和。上述变化主要归因于材料内部磁畴壁与质子辐照缺陷的相互作用。显微硬度测试表明:质子辐照后材料呈显著的辐照硬化趋势;同时通过显微硬度与MBN信号对比发现,MBN信号与显微硬度存在显著的线性关系。     

辐射事故中食盐光致发光特性研究

基于光致发光个人剂量监测系统In Light200,对1～100 m Gy辐照剂量范围内的食盐进行光致发光测量,分析了其光致发光信号的线性响应以及信号的稳定性;探究了不同自然光照时间和不同储存时间对食盐光致发光信号的影响。实验结果表明:食盐在1～100 m Gy辐照剂量范围内具有良好的线性响应和信号稳定性;信号在10 min的自然光照时间后降低到本底水平;信号在30 d的储存时间内几乎无衰减;食盐可用作辐射事故中验证重建的剂量材料。     

锆基MOFs材料Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)的吸附性能研究

本文采用溶剂热法合成了微孔结构的锆基金属-有机框架(MOFs)材料Zr-CAU-24,该材料比表面积为1 610 m²/g。对所合成的Zr-CAU-24进行了热重分析(TGA)和辐照稳定性测试,考察了接触时间、初始pH值等对Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)吸附性能的影响,并探讨了Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)吸附过程的动力学和热力学。结果表明：Zr-CAU-24具有良好的热稳定性和辐照稳定性;准二级动力学模型为Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)在Zr-CAU-24上的吸附过程提供了很好的解释,即该过程为化学吸附过程;Zr-CAU-24活性位点分布均匀,为单层吸附;混合金属离子溶液吸附研究发现,Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)具有吸附选择性。     

基于CW-OSL模式的γ剂量探测系统设计

为了研究光释光(OSL)技术,设计了OSL剂量探测系统。采用Landauer单点剂量片作探测器,敏感材料为Al2O3:C,并在CW-OSL模式下对系统进行了本底评估、剂量线性和最小可探测剂量(MDD)测试。实验结果表明,该系统本底控制在150 cps的较低水平,处于国内领先水平;探测器经60Co标准源辐照后,在1~100 m Gy剂量范围内具有良好的线性响应;MDD为1μGy。     

炭/炭复合材料对活化片辐照的影响

根据钍基熔盐堆高温环境辐射测量需求,采用具有高温抗氧化Si C涂层的炭/炭复合材料作为待测活化片的载体材料,介绍了采用炭/炭复合材料作为辐照载体的优越性,对其进行了成分和热分析测试,并详细描述了带有炭/炭复合材料的一组活化片和不带有炭/炭复合材料的另一组活化片同时在铀氢锆脉冲堆的径向实验孔道中进行中子辐照的实验过程。通过比较两组活化片的单核反应率,详细分析了炭/炭复合材料对活化片辐照结果的影响。结果表明,载体采用涂层为Si C的炭/炭复合材料,并且壁厚为几个毫米时,对多种活化片的中子辐照结果影响很小,可以作为高温环境下辐照材料的载体。     

硼聚乙烯辐照老化性能研究

正硼聚乙烯是反应堆堆坑小室通道的屏蔽墙材料,长期受到较大剂量的射线辐照。为了满足屏蔽墙后续使用、维修和更换的需求,必须针对该材料开展辐照老化后物理性能的研究,从而为其提供数据支持。本文针对该问题,对中国核动力研究设计院提供的硼聚乙烯材料,首先使用~(60)Co对测试材料开展γ辐照考验,使其累计剂量分别达到1.7×10~5 Gy和3.4×10~5 Gy;然后使用实验堆对其进行中子辐照考验,令其累计中子剂量分别达到5×     

辐照剂量增量对泥石流物质热释光等效剂量的影响

等效剂量的准确测定是进行地质样品热释光年龄测定的关键。采用不同辐照间隔增量测量泥石流物质标样,测得的等效剂量值是不同的,说明辐照剂量增量对泥石流物质样品等效剂量值存在影响。测试选用已知等效剂量为30 Gy的泥石流标样,按不同的辐照剂量增量进行等效剂量测定。2.5Gy/min的β源(90Sr-90Y)辐照剂量增量分别选用1、2、4、6 min时,测得的等效剂量分别为19.3、22.3、26.4、23.0 Gy;8 Gy/min的β源(90Sr-90Y)辐照剂量增量分别选用0.5、1、1.5、2 min时,测得的等效剂量分别为17.6、19.6、25.3、15.6 Gy。研究表明:对于30 Gy的泥石流标样,剂量率为2.5 Gy/s的β源(90Sr-90Y)测定泥石流物质时最适合的辐照剂量增量为4 min。剂量率为8 Gy/s的β源(90Sr-90Y)测定泥石流物质时最适合的辐照剂量增量为1.5 min。     

Sm(Co0.82，Fe0.1，Cu0.06，Zr0.02)7.2永磁材料中子辐照后退磁效应的计算分析

运用于反应堆的永久磁铁处于中子辐照的恶劣环境,而辐照将会影响永久磁铁的性能。为评估中子辐照对永磁铁性能的影响程度,利用欧洲活化计算系统EASY-2007对耐2a中子辐照的Sm(Co_0.82,Fe_0.1,Cu_0.06,Zr_0.02)_7.2永磁铁进行辐照计算,通过分析元素成分的变化来推测磁性能的衰减情况。结果表明,辐照后的永磁铁中Fe元素含量变化不大,而Sm元素含量大幅降低,这使得矫顽力降低严重。     

A CaS:Ce,Sm-based dosimeter for online dosimetry measurement

A film dosimeter based on optically stimulated luminescence (OSL) material of CaS:Ce,Sm was developed for online irradiation dosimetry measurement.The stimulation is provided by a laser with a wavelength of 980 nm,and the OSL luminescenceis collected by a photodiode.Using 60Co γ-rays,we investigated the dosimetry characteristic of the dosimeter at different dose rates and total doses.The real-time detection results showed that the OSL signals versus total ionizing dose exhibited a good linearity in a dose range of 0.1-185 Gy.     

量程至MGy的石英剂量计性能研究

为建立剂量可至MGy超高剂量范围的新型剂量计,本研究以石英为敏感材料,利用电子自旋共振（ESR）方法测量样品经γ射线或电子束辐照后产生的信号强度,开展石英种类选择、辐照后的线性、稳定性研究。结果表明,高纯石英适合作为超高剂量范畴的工作剂量计原材料。石英样品辐照后经15 min、300 ℃的热处理,信号强度在一年内能保持较好的稳定性,变化<3% ,且其吸收剂量与石英E′信号强度在10~10³ kGy剂量范围内成一定的函数关系,两者之间的拟合系数>0.99,相比于未经热处理的高纯石英样品,稳定性及拟合函数R²均得到明显提升。以上结果表明,石英剂量计适合作为超高剂量范畴的工作剂量计。     

Optically stimulated luminescence dosimeter based on CaS：Eu,Sm

Alkaline earth sulfides (MgS, CaS and BaS) crystal doped with rare-earth ions is an optically stimulated luminescence dosimeter with very high sensitivity, short time constant of the optically stimulated luminescence (OSL)separated perfectly from the stimulation. In this paper, an OSL dosimeter is described. It has linear dose response from 0.01 to 1000 Gy. The equipment, relatively simple and small in size is promising for applications in space exploration and for high dose irradiation and dangerous irradiation conditions.     

Fiber optic-type compact dosimeter using Nd:YAG for basement investigation inside primary containment vessel

ABSTRACT

For decommissioning the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station, information on the radiation environment such as dose rate and radionuclides inside the primary containment vessel (PCV) is crucial. The authors have developed a fiber optic-type compact dosimeter and demonstrated it for a basement investigation inside the PCV of Unit 1. The dosimeter consisted of a Nd:YAG crystal that emitted infrared photons of 1064 nm by gamma-ray irradiation, an optical fiber as signal transmitter, and a measurement instrument for pulse height analysis. The dose rate linearity of the dosimeter was evaluated in the dose rate range from 0.01 to 8760 Gy/h by using gamma rays emitted from Co-60. The Nd:YAG crystal installed in a sensor unit was placed in a shape changing robot, PMORPH2, and dose rate distributions were obtained at 10 measurement points. The dose rate increased gradually when the sensor unit was close to the surface of some sediment. A comparison of measured dose rate attenuations obtained at two measurement points and calculated results showed that Cs-137 might stay on the surface or inside the sediment as the dominate radionuclide.     

Spectroscopic analysis of proton-induced fluorescence from yttriumorthosilicate

The results of a 3-MeV-proton irradiation test on two yttrium orthosilicate doped with cerium (YOS:Ce) crystal samples are reported. The principle goal of this test was to determine the proton dose required to reduce the resulting YOS:Ce fluorescence light to half of its original value (half brightness dose) at ambient temperature and 150°C. Results from this test will also provide basic information concerning potential changes in spectral composition and fluorescence peak widths for YOS:Ce at ambient temperature and 150°C     

CaF2:Mn热释光特性研究

制备了ＣａＦ２：Ｍｎ热释光材料及剂量计,研究了发光曲线,剂量响应曲线,响应的时间衰退特性,剂量率响应,能量响应等剂量学特性,并与几种不同的ＣａＦ２材料的热释光特性作比较。结果表明,ＣａＦ２：Ｍｎ是一种理想的热释光材料,可用于抗辐射加固研究中电子器件辐射吸收剂量的测量。     

OSL剂量计的性能研究与测量不确定度评定

光致发光(OSL)剂量计是一种被动式累积个人剂量计,用于外照射个人剂量监测。与热释光剂量计(TLD)相比,它具有可重复测量、环境稳定性好、使用寿命长、信号衰退慢等优点。本文结合在个人剂量监测中应用OSL剂量计的工作经验,以OSL剂量计性能实验研究结果为基础,评价了OSL剂量计的最低可探测水平、角响应、能量响应、线性响应,并对OSL个人剂量测量系统的测量不确定度进行了评价。评价结果表明,在中国原子能科学研究院场区,OSL剂量计在1个月监测周期内的最低可探测水平(MDL)为0.04 mSv,角响应、能量响应、线性响应引起的偏差分别是1%、-14%、-4%。在95%的置信水平下,相对扩展不确定度为11.4%。     

批制辐射加工用辐射变色薄膜剂量性能研究

以尼龙为基材、副品红氰化物为染料制备了辐射变色薄膜剂量计,并在⁶⁰Co γ射线及10 MeV电子束参考辐射场中对辐射变色薄膜的各剂量学响应性能进行了研究。研究结果表明,在1~210 kGy剂量范围内,该辐射变色薄膜剂量计具有较好的剂量响应线性,且在本实验范围内未发现明显的能量和剂量率依赖性;该剂量计重复性好于1.0%,照射后置于低温条件下贮存2周内信号较稳定;在1~210 kGy剂量线性范围内得到的辐射变色薄膜剂量计测量吸收剂量的扩展不确定度对⁶⁰Co γ射线为4.4%（k=2）,对电子束为6.2%（k=2）。通过在加速器上进一步的实验表明,该辐射变色薄膜除可用于辐射加工中剂量监测外,还可用于电子束辐照参数的测量。     

剂量仪中数字滤波器设计

单探测器宽量程剂量仪测量范围能超过8个数量级,远大于常规脉冲计数法的剂量仪。在单探测器宽量程剂量仪中,平均等待时间的计算误差直接关系到最终辐射强度或剂量率的计算精度。平均时间求取的实质是采用低通滤波器处理等待时间。信号处理领域中成熟的数字滤波器设计的基础是信号频谱分析,没有考虑核探测中的随机因素,由其设计的滤波器不能同时提高响应速度与测量精度这两个指标。针对单探测器宽量程剂量仪测量等待时间与数字滤波器设计方法的特点,本文提出了基于多目标粒子群优化的滤波器设计方法。理论分析与实验结果均表明：与传统方法所设计的滤波器相比,本文方法所设计的滤波器在相同测量精度条件下具有最快的响应速度;在相同响应速度条件下,具有最高的测量精度。本方法适用于设计宽量程剂量仪或其他类型辐射测量装置的数字滤波器。     

A sensitive EPR dosimetry system based on sulfamic acid

There is a need for a sensitive dosimeter using electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) for use in medical applications, since with this method non-destructive read-out and dose archival could be achieved. Sulfamic acid as a possible detector substance was investigated before and after irradiation, its EPR spectra were recorded and analyzed, some dosimetric characteristics were studied: microwave power saturation behavior, the effect of modulation amplitude on peak-to-peak signal intensity and the line width. Energy-dependence parameters were compared to soft tissue and alanine, and the response to ionizing radiation was studied, also the decay behavior along 133 days after irradiation is presented. It is found that sulfamic acid possesses high-sensitivity and reasonable signal stability which may make it useful as a sensitive dosimeter for medical applications.