大面积、低本底α屏栅电离室的研制

在α放射性活度测量中，屏栅电离室是一种常用手段。屏栅电离室具有众多的优点，可用于α放射性源活度的绝对测量。屏栅电离室虽是一种经典的传统α能谱探测器，但由于它的一些优点，目前又具备了新的应用前景，在众多领域得到广泛应用。大面积、低本底α屏栅电离室可适用于核爆、模拟核爆试验中的核素分析，贫铀弹的核素分析，乏燃料后处理Pu和总α活度的测量，以及各种环境样品中对放射性核素的检测。     

用大面积平行板屏栅电离室谱仪测定水中α放射性核素

测量水中α放射性,通常是将样品蒸发烘干,然后用ZnS(Ag)闪烁计数器测量其总α放射性,这种方法不能做能谱分析。 我们研制的大面积(300cm~2)平行板屏栅电离室可作为能谱分析装置,其能量分辨率为36±5 keV(φ10 mm~(239)Pu电沉积源),4-6MeV能区的本底为13计数/h,最小可探测活度为2×10~(-4)Bq(3σ,27h),对大面积源的探测效率为44％。 为了核工业三十年环境质量评价的需要,我们测定了某些铀矿尾矿排放水中的α放     

α屏栅电离室谱仪系统的研制

介绍用于α放射性活度测量的平行板屏栅电离室谱仪系统.设计了一套带独立真空系统的屏栅电离室.该谱仪系统由三部分组成,电离室主体、充气系统及电子学系统.能量分辨率对于239Pu源可达25keV,在4～6MeV能区本底计数率为4h-1,探测效率接近50%.该谱仪系统可以测量核素的α射线能量,分析出它们的能谱结构,进而鉴定出各个α能谱所相应的核素及其相对含量和绝对含量.     

大面积表面污染测量仪主要性能测试与分析

针对用于测量α、β射线的便携式大面积表面污染测量仪,为确保其测量性能,本文根据JJG 478—2016和GB/T 5202—2008标准要求,对自主研发的便携式α、β大面积表面污染测量仪的均匀性、探测效率、探测限、响应时间和温度稳定性等主要性能指标进行了测试。结果表明:便携式大面积表面污染测量仪的表面发射率响应对²⁴¹Am α源为30.4%左右,对⁹⁰Sr-⁹⁰Y β源为48.1%,对³⁶Cl β源为45.5%左右;最低可探测下限对²⁴¹Am α源为0.15 Bq/cm²,对β源⁹⁰Sr-⁹⁰Y为0.07 Bq/cm²,对β源³⁶Cl为0.09 Bq/cm²;响应时间＜4 s;在-10 ℃～40 ℃时可正常工作。各项参数指标满足标准要求,能够有效达到防止污染扩散,保证工作人员安全的目的。     

300Cm~2平行板α屏栅电离室的研制

本文介绍了阴极面积为300cm~2的流气式平行板α屏栅电离室的结构和性能。电离室工作气体为 P-10(90%Ar+10%CH_4)气体,充气压约1.8×10~5Pa。在流气量小于25mL/min 时可连续工作48h。该装置的主要性能是:能量分辨率为36keV(对φ<10mm的~(239)Pu 电沉积源),4—6MeV 能区本底为12.6cph,最小可探测活度为2×10~(-4)Bq(按本底计数率标准差的3倍及27小时测量时间估计),探测效率为44%(对φ=190mm 大面积~(232)Th 源)。     

α屏栅电离室谱仪系统的研制

在α放射性活度测量中,屏栅电离室是一种常用装置,在众多领域得到广泛应用。该装置适用于各种环境样品,如土壤、水、空气、生物样品、食品、建材、地质及考古样品的测量,后处理中的α发射体、禁产核查及物料衡算样品中微量α放射性的测量,以及核设施周围环境介质中人工放射性核     

微量α测量的屏栅电离室谱仪的研制

为了测量微量α放射性活度,研究了平行板α屏栅电离室谱仪系统。设计了一套带独立真空系统的屏栅电离室。该谱仪系统将电离室主体、充气系统及电子学系统三部分集成为一体,可缩小体积,节省放置空间,使操作智能化。电离室测试结果显示,239 Pu源能量分辨率可达26keV,在4~6 MeV能区本底计数率为10h~(-1),24h系统漂移不大于0.5%。结果表明,该谱仪系统可用于测量核素的α射线能量,分析能谱结构,鉴定核素。     

用屏栅电离室测量混合α放射性样品内多种同位素的原子数

用屏栅电离室方法对混合α样品内4种同位素的原子数进行了测量.利用屏栅电离室测量效率高、探测立体角大,并且同时具有能量和角度分辨能力的特点,对混合α样品的自吸收和散射进行了修正,得到了比较准确的结果.该工作为进一步开展用屏栅电离室测量轻核(n,α)反应微分截面工作奠定了基础.该方法还可以用于微弱α源的测量.     

大面积流气式电离室的研制及性能测试

核设施退役过程中,超铀核素放射性样品的无损测量一般通过γ能谱法实现,但由于超铀核素的γ射线发射几率一般较低,因此这种测量方法的探测限较高,不适用于溶解后低水平放射性样品的测量。本工作建立的大面积流气式电离室,通过探测α粒子电离空气的原理进行多孔样品的间接无损测量,方法探测限低,可以分析放射性活度低至百Bq级别的样品板。     

有效探测面积大于1000 cm2的正比计数器测量系统性能测试

为对自制的活性面积高达1 000 cm²的大面积源进行表面发射率定值,同时作为现有2πα、2πβ表面发射率标准装置能力的扩充,研制了一套内置式大面积2π多丝正比计数器测量系统,并利用活性区直径为8 mm的²⁴¹Am点源及活性区面积为10 cm×15 cm的大面积²⁴¹Am和⁹⁰Sr-⁹⁰Y源对其进行计量学性能测试。结果表明：计数器内计数响应均匀性优于±0.4%,有效探测面积达1 400 cm²;所得²⁴¹Am源高压坪曲线的坪长为1 400 V,坪斜为0.27%/100 V,坪区内计数变化为0.87%;⁹⁰Sr-⁹⁰Y源高压坪曲线的坪长为300 V,坪斜为0.75%/100 V,坪区内计数变化为0.80%;10次测量重复性好于0.4%,8 h内短期稳定性好于0.3%,1 a内长期稳定性好于0.8%。     

电离室氚活度浓度标定及稳定性测量

电离室测氚在氚工厂、核聚变实验堆、环境监测以及各种涉氚实验装置中得到了广泛的应用.通过PV T法配制一定氚活度浓度的含氚气体,利用自主研制的流气式丝壁电离室实验系统,进行电离室氚标定实验,通过正交实验验证影响因素,从而完成对电离室的刻度.结果表明,该类电离室测量稳定性优异,相对偏差均小于1％,压力影响线性相关性均约为1...     

基于石墨圆饼电离室的~(60)Co γ射线空气比释动能的绝对测量研究

本文研制了一套以圆饼电离室为测量单元的60 Coγ射线空气比释动能测量装置,电离室高压极及收集极均采用石墨材料,空腔体积为6.981 6cm3。实验装置由微弱电流采集系统收集电流信号,采用实验和蒙特卡罗模拟相结合的方法获得装置各物理参数及修正项。在50TBq 60 Co辐照场中,空气比释动能绝对测量的合成标准不确定度为0.24%。该套装置所复现量值与60 Coγ射线空气比释动能国家基准的比值为0.998 7,合成标准不确定度为0.23%。     

四路并联二极管辐射X射线场参数计算

利用二极管的电压、电流计算了发射电子束能谱参数,建立了四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了辐射X射线场参数;将四路并联二极管的每个二极管划分为若干小单元,将其作为点源,采用数值积分的方法计算了辐射X射线剂量分布,并分析了空间不同位置处每路二极管对剂量的贡献。结果表明:真空中,距离四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量为3.55mJ/cm2,光子平均能量为62.18keV,120keV以下的光子占辐射X射线谱总能量的81.84%,电子束转换效率为0.30%;在2 700cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性分别为3.20和6.31;在2 000cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性均小于2。     

Development of an imaging plate as a heavy-nuclide detector

It is very important for the study of nucleo-synthesis in supernova explosion to be able to measure the abundance of heavy nuclides in cosmic rays. Though a large-area detector is necessary for measurements of the abundance, it takes very long time to analyze the data for large-area detectors such as emulsion chamber. To address this need, we are developing a new type of heavy nuclide detector using an imaging plate which is manufactured by Fuji Film Co. Ltd. This film has a position resolution of 25 μm and a sensitivity 1000 times higher than X-ray film. Moreover it is easy to enlarge since the area of one plate can be 20×25 cm², and the accumulated cosmic-ray-interaction information can be read out in about 10 minutes. To measure the characteristics of the imaging plate for heavy nuclides, we irradiated it with several kinds of nuclides using an accelerator in the National Institute of Radiological Sciences. These tests demonstrated that using an imaging plate, carbon, silicon, and argon nuclides can be distinguished     

氖中微量组分气相色谱测量分析方法与验证

为测量聚变堆固态氚增殖剂堆内辐照氚增殖剂的产氚速率，除用常规电离室之外，本研究建立了Ne载气的高精度气相色谱在线检测分析方法，通过测量产氚回路中的氦产生量，验证系统中产生的氚量，从而为聚变堆固态包层产氚包层增殖剂材料辐照产氚性能提供一种新的产氚速率测量验证方法。本工作通过研制含有三个检测器、五个色谱柱的气相色谱分析系统，建立了Ne中微量⁴He、H₂及杂质组分的色谱检测分析方法，并完成了实时在线检测的验证实验。结果表明，研发的色谱分析系统可实现高纯Ne中4He、H₂及杂质组分的检测分析，H₂、⁴He检测限可分别达到1.0×10^-6、5.9×10^-6，各组分含量及峰面积的相对标准偏差(sr)均小于5.0%(n=6)，线性相关系数(r²)均大于0.99，说明检测方法重复性好。根据Ne中多组分气体的在线检测验证实验可知，单时段和多时段内的测量重复性均较好，可为辐照产氚考核系统中的产氚速率验证提供分析手段，进而为正式入堆得到辐照数据和氚衡算提供技术支持。     

基于反宇宙射线γ谱仪的水样品测量

本文基于本底水平较低的反宇宙射线γ谱仪,对其在水样品测量上的应用进行了探讨。文中使用水标准源对反宇宙射线γ谱仪进行效率刻度,比较不同形状水样品探测效率差异,对采集的某水样品经蒸发浓缩后测量,比较反宇宙γ谱仪与其他γ谱仪测量水样品的探测限。结果γ射线能量E＜130 keV时,反宇宙γ谱仪对马林杯($\phi$17 cm×17 cm)水样品的探测效率低于圆柱体($\phi$7.5 cm×7.0 cm)水样品,而E＞130 keV时,马林杯水样品的探测效率明显大于圆柱体样品。反宇宙γ谱仪测量马林杯水样品的探测限比圆柱体水样品探测限低一个数量级。反宇宙γ谱仪对同一水样品的探测限比常规高纯锗谱仪低一个数量级,该反宇宙γ谱仪直接测量未经前处理马林杯水样品中核素¹⁴⁴Ce、¹³⁷Cs和⁶⁰Co的探测限分别为3.07×10^-2 Bq/L、3.67×10^-3 Bq/L、3.70×10^-3 Bq/L。结论是反宇宙射线γ谱仪可用于低水平放射性水样品测量,其优势在于减少前处理时间,缩短样品测量周期,大大降低探测限,提高测量精确度。     

加速器质谱测量60Fe方法的模拟研究

长寿命的放射性核素⁶⁰Fe在天体物理学等许多研究领域中有重要科学意义。利用高能量的HI-13串列加速器质谱（AMS）系统和高性能的Q3D磁谱仪,初步研究了⁶⁰Fe的测量方法。通过优化测量条件,利用⁵⁸Fe和⁵⁸Ni分别模拟⁶⁰Fe和⁶⁰Ni,获得了仪器压低同量异位素的能力。结果表明,通过ΔE-Q3D系统结合四阳极气体电离室技术,将Ni的干扰压低了10¹¹。化学方法压低Ni的干扰为10⁴。可以预测⁶⁰Fe/Fe的探测灵敏度为10^-15。