LaBr3(Ce)晶体阵列γ相机设计

设计了一款基于16×16 LaBr_3(Ce)晶体阵列耦合H9500型PSPMT的γ相机,读出电路采用DPC方案。测试结果表明:DPC电路中心区域定位能力较好,在边缘区域显示出压缩效应;泛场图中心区域约7×8的晶体阵列可清晰地被区分,但边缘区域出现了明显的压缩效应;对于1.1×10~5 Bq的~(137)Cs源,经过10 min能够观测到源的存在;放置于距离入射窗口77 cm的3.7×10~5 Bq的~(152)Eu源,相机能够比较准确地判断源的相对方位,但在重建图片中存在伪影。     

LaBr_3(Ce)γ谱仪在燃料元件破损监测中的应用研究

为了实现用LaBr_3(Ce)γ谱仪实时监测压水堆燃料元件的破损,对该谱仪系统在燃料元件破损监测中的几个关键问题进行了研究。通过实验测试与蒙特卡罗(MC)模拟计算,提出了使用LaBr_3(Ce)γ谱仪测量一回路冷却剂中裂变产物~(135)Xe和~(88)Kr的活度浓度来判断燃料元件是否发生破损的方法,并对该方法进行了验证。对某反应堆一回路冷却剂进行测量的结果表明,基于LaBr_3(Ce)γ谱仪的燃料元件破损监测方法可有效避免监测中的干扰因素的影响,降低了定量测量中的不确定度。     

LaBr3(Ce)探测器探测效率影响因素研究

LaBr₃（Ce）晶体是一种性能优异的新型无机闪烁体,是制作闪烁体探测器的优异材料。LaBr₃（Ce）探测器在核测井、环境监测、核医学等领域得到了广泛应用。探测器的探测效率是探测器设计和研制的一个重要指标,利用Geant4工具包建立LaBr₃（Ce）探测器的探测模型,对影响探测器的探测效率的相关因素进行研究。结果表明：探测效率与晶体截面形状、尺寸有关：矩形截面的探测效率低于圆形和方形截面,而且晶体径向尺寸越大而长度越短,探测效率越高;LaBr₃（Ce）探测器的探测效率与射线的能量有关：能量越高,探测效率越低;同时,若是发散的放射源,与探测器间距越小闪烁体的探测效率越高。通过探测器探测效率的影响因素分析,对基于LaBr₃（Ce）探测器研究和设计具有一定的参考价值和指导意义。     

小型LaBr_3(Ce)探测器测量γ能谱处理方法研究

针对小型LaBr_3(Ce)探测器的特点,提出了选择低能谱道域的方法分析样品中U、Th、K的含量。对比分析不同谱线平滑方法与本底扣除方法的效果,确定了采用最小二乘拟合法和SNIP法对能谱进行处理。结果表明,该能谱处理方法将分析误差降低到10%以内,可满足地面γ能谱测量要求。     

NaI(Tl)γ谱的计算机稳峰技术

介绍了一种改进型NaI(Tl)γ谱仪的稳谱技术。该稳谱技术基于241Am源的等效γ峰作为系统的参考峰,根据参考峰位偏差运用数字PID调整可编程增益放大器来稳谱,是一种“硬件 参考源 软件”的稳谱技术。这种计算机稳谱技术具有稳定度高,稳谱速度快等优点。     

实验室高纯锗γ谱仪的“稳谱法”研究

“峰漂”是影响γ谱仪测量准确度的重要因素.文中详细介绍了“天然放射性核素特征峰稳谱法”,采用天然放射性核素K-40的特征峰识别“峰漂”,并使用该峰对谱仪进行矫正.该方法具有操作简单、识峰快捷、实时准确矫正等优点,适合于实验室工艺系统样品γ核素测量.     

用MC软件模拟计算LaBr3(Ce)探测器对MB容器中气态β+粒子湮灭γ光子的探测效率

用蒙特卡罗软件MCNPX版本模拟计算了同一尺寸的溴化镧探测器对不同体积的MB容器中β+粒子的探测效率和计数率,以及不同尺寸的探测器对同一MB容器、同一探测器在同一体积的MB容器中处于不同深度时对β+粒子的探测效率和计数率,根据计算结果,确定了MB容器的最佳体积和探测器在MB容器中的最佳位置,并和NaI(Tl)探测器模拟...     

LaBr3(Ce)探测器对MB容器中气态β+电子湮灭γ光子探测效率的数值计算

基于蒙特卡罗,建立数学几何模型,用数值计算方法模拟计算了LaBr3探测器对不同体积的MB容器中气态β+电子湮灭产生γ光子的探测效率.数值计算结果与MCNP软件模拟结果在一定范围内一致.本文为计算LaBr3探测器对气态β+粒子的探测效率提供了一套可行的理论计算方法,同时为开发一套无源效率刻度软件做了铺垫.计算结果为实验刻...     

一种基于SiPM的具有高能量分辨率的紧凑型溴化镧γ谱仪

基于光电倍增管(photomultiplier tube,简称PMT)的LaBr₃:Ceγ谱仪具有比Na I(Tl)γ谱仪更高的能量分辨率,但具有体积大、对磁场敏感、需要高电压等缺点。硅光电倍增管(Silicon photomultiplier tube,简称Si PM)具有与PMT相近的增益和效率,同时具有诸如高定时分辨率、抗磁场能力强、低偏压和紧凑尺寸等优良特性。本文将LaBr₃:Ce晶体与SiPM阵列耦合,设计研制基于Si PM的紧凑型LaBr₃:Ceγ谱仪,通过降噪、优化工作电压等措施改善SiPM的缺点对γ谱仪性能的影响。工作电压的噪声会导致能量分辨率发生恶化,通过设计无源滤波电路CLCπ型滤波器,利用其对直/交流阻抗的不同特性,滤除高频纹波,工作电压的信噪比从未降噪前的62.6 d B提高到74.64 dB;能量分辨率最优值对应于表示暗噪声、串扰、光电探测效率和SiPM增益之间折衷的最佳工作电压。通过实验给出不同工作电压下的能量分辨率,确定最佳工作电压为54.8 V,该电压下的能量分辨率为3.06%(@662 ...     

NaI谱仪数字稳谱方法设计

通常野外环境下使用γ谱仪的工作温度范围为-20～50℃.NaI谱仪易受温度变化影响,当成形窄脉冲时尤为显著.本文设计的一种数字稳谱新方法可对每个脉冲进行实时幅度校正,在不增加系统复杂度的同时利用137Cs参考源的两个特征峰进行实时稳谱.实验结果表明,在-20～50℃温度范围内,该方法可有效改善NaI谱仪的温度稳定性.     

γ能谱稳谱获取的研究

利用γ能谱光电峰的能量恒定和峰形不变的物理特性，提出一种以光电峰为基准的主动寻峰稳谱方法，以甄别阈为调整对象，直接作用于测量能窗的能量定位，保证能窗相对能量的稳定。     

LaBr3(Ce)探测器点源效率函数研究

点源与探测器相对位置发生变化时,探测效率会发生很大变化,确定探测效率随探测距、角度变化的函数关系有利于快速得到点源在任意位置处的探测效率。利用蒙特卡罗软件MCNP5模拟计算了¹⁵²Eu、¹³⁷Cs、⁶⁰Co点源在特定位置处的探测效率,与实验结果相比,最大误差不超过6%。基于MCNP5对3.81 cm LaBr₃(Ce)探测器做效率刻度,并计算了点源在探测器正面2π空间范围内不同位置处的探测效率,拟合了探测效率与角度和距离的函数关系。结果表明：点源探测效率最大值出现在与探测器轴线夹角90°处,随着探测距离和能量的增大,角度对点源探测效率的影响逐渐减小;空间位置对探测效率的影响实际上是对点源相对于探测器的空间立体角效率。基于效率函数可计算出特定能量γ射线在空间任意位置处的探测效率,对LaBr₃(Ce)探测器效率矩阵的求解及效率刻度具有一定的参考价值和指导意义。     

LaBr3（Ce）探测器在爆炸物检测中的应用

LaBr3(Ce)探测器具有高的能量分辨率和良好的能量线性响应等特点,在γ射线的测量中展示了优良的性能。本工作基于爆炸物检测的应用背景,介绍了LaBr3(Ce)探测器的特性、现状和研究进展,采用标准γ源对其性能进行了测试,并与BaF2、NaI(Tl)、LaCl3(Ce)等几种探测器进行了比较。结果表明,LaBr3(Ce)探测器在爆炸物检测方面具有良好的应用前景。     

基于发光二极管的稳谱技术研究

针对NaI(Tl)闪烁γ射线谱仪易受环境温度影响,造成能谱漂移,稳定性差,继而导致能谱解析困难的问题,本文自主搭建了发光二极管(LED)稳谱系统,并在此基础上初步探讨了基于LED的快速稳谱方法。研究表明:基于LED的稳谱方法具有安全可靠、参考峰干净,并且可拓宽NaI(Tl)闪烁γ射线谱仪应用场合等优势;通过对LED进行恒流脉冲驱动,可得到稳定的LED光脉冲;得到了-25℃～+55℃温度范围几种常用放射源能峰及LED峰位随温度变化曲线;发现温度变化导致放射源峰位漂移,部分温度下漂移量超过10%,经过稳谱后,峰位漂移量降低到±5%以内,实现了温度在较大范围内变化时对γ射线谱仪进行有效稳谱。     

铀矿γ能谱测井多核素定量特征能量选择最优化计算——基于特定尺寸LaBr3（Ce）单晶的钻孔γ谱探测

采用新型LaBr3(Ce)探测器的铀矿γ能谱测井可实现天然产状下对铀等多核素的直接定量。为了选择探测效果最优的特征能量,选定的Φ1.5×2英寸LaBr3(Ce)单晶对备选特征能量光子的探测能否获得较高的相对计数率是一个重要指标。此外,还要考虑是否存在重峰情况及受康普顿散射谱的影响程度。基于此,建立计算相对计数率的数学模型以及与实际钻孔探测条件一致的峰探测效率数值模拟计算模型,计算备选各特征能量的峰探测效率,进而求出可表征各分支相对计数率的指标,通过比较并结合实测仪器谱,分别选出了在该探测条件下对铀组、镭组和钍系核素定量分析最合适的特征能量。     

反符合屏蔽低本底Ge(Li)γ谱仪

本文报道了一台由Ge(Li)主探测器和环形NaI(Tl)反符合探测器组成的高灵敏度γ谱仪的结构、性能和应用。谱仪用交替的物质屏蔽和井形NaI(Tl)反符合屏蔽降低本底。Ge(Li)探测器的体积为78cm~3,对~(60)Co 的1332keVγ射线的分辨率为2.42keV,不加任何屏蔽时峰康比为36.4,相对效率为16%,对~(187)Cs 点源γ射线全能峰的探测效率为1.6%。本谱仪在不加和加反符合屏蔽时,对~(137)Cs 点源的峰康比分别为79和333;康普顿区积分抑制因子为3.67,康普顿端抑制因子为5.2;在50—2700keV 能量范围内,本底抑制因子为3.2。在物质屏蔽和反符合屏蔽条件下,在上面的能量范围内,谱仪本底为24cpm。对~(137)Cs 点源,当测量时间为1000min、置信水平为95%时,谱仪的最小探测限(判断限)为2.2×10~(-2)Bq(0.59pCi)。本谱仪主要用于分析测量环境样品和其他低水平放射性样品中发射γ射线的核素的含量。