高能γ光子CsI(Tl)谱仪的研究与设计

利用EGS4程序包模拟研究了6.6MeV的高能γ光子在CsI闪烁体中的运动行为,决定了探测这种能量γ光子所需CsI晶体的大小。根据模拟计算和实验的要求,设计了CsI(Tl)γ光子谱仪。用137Cs和22Na源对谱仪的测试表明,此探测器具有较好的探测效率,在0.662MeV的光电峰上可以达到74%。模拟计算对3.3和6.6MeV的光电峰可以分别达到37.12%和23.00%。     

应用蒙特卡罗方法模拟HPGeγ谱仪的体源探测效率

采用蒙特卡罗方法模拟计算了HPGeγ谱仪对标准样品体源的全能峰探测效率;然后通过实验测量获得标准样品体源各特征能量γ光子的全能峰净计数,并结合模拟得到的全能峰探测效率计算出标准样品体源中天然放射性核素的比活度,计算结果与标称值的相对偏差在±3%以内,符合较好。     

环境测量用NaI(Tl)γ谱仪

本文报道以φ100×100mm的低钾NaI(T1)晶体和GDB-76F型光电倍增管组合探头为探测器的室内外通用γ谱仪。在铅屏蔽室内,γ光子能量从0.05—2MeV范围本底计数率为1053计数/min。对~(137)Cs面源(φ5mm)的γ射线能量分辨率<10％,全能峰效率为16.3％,测量1000min,置信水平为95％,最小可探测下限为0.06Bq。环境就地测量20min可分析出10m半径范围内土壤中U系,Th系、~(40)K和~(137)Cs等核素的比放活度,并可给出距地面1m高处它们各自的γ吸收剂量率及总吸收剂量率值。     

核设施液态流出物中~(129)I的测定

研究了核设施液态流出物中^129I的分析方法。该方法先用阴离子交换树脂浓集水样中的碘，经NaClO溶液解吸，CCl4萃取，NaHSO3溶液反萃分离后制成AgI沉淀源，再用HPGeγ谱仪进行γ谱测量，也可对反萃液直接进行液闪测量。结果表明：HPGeγ谱仪对^129I的39.6keVγ射线全能峰的探测随质量厚度呈指数下降；碘载体含量对液闪测量的探测效率影响不大，在本实验条件下，探测效率为85％；γ谱测量时间为1000min，方法的探测限为0.016Bq/L；液闪测量时间为100min，方法的探测限为0.037Bq/L。该方法的全程回收率为60％－85％。     

用γ射线能谱法测量材料的吸收系数和厚度

采用NaI(T1)闪烁谱仪测全能峰的方法测量了^137Cs和^60Co的γ射线在铅、铜、铝材料中的吸收系数。对^137Cs(0．661MeV)分别为1．213、0．642、0．194cm^-1，与公认值相差均约1％；对^60Co分别为0．674、0．481、0．149cm^-1，与公认值相差均在5％以内。利用铁的吸收系数对其未知厚度进行测量，测量结果的误差均约2％。     

BGO矩形探测元探测效率的研究

理论计算了三种不同规格BGO晶体对于^137Cs0．662MeVγ射线的探测效率,并用GEANT4进行了Monte Carlo模拟,计算值与实验中光电倍增管测得的值进行了比较,给出了不同规格晶体对γ射线探测效率的区别,三者趋势基本一致。最后用^133Ba、^22Na、^137Cs和^60Co源测量了BGO探测元的能量线性,三种晶体对^137Cs0．662MeVγ射线的能量分辨分别为18．12％、18．08％和18．12％。     

消除γ能谱中232Th对40K的干扰

介绍了利用^232Th、^40K混合体标准源直接消除γ能谱中^232Th对^40K干扰的一种方法，并与拟合效率刻度曲线法进行了比较，对于^232Th两者分析结果相对误差小于3％，对于^40K则小于1％。该方法的优点是：在不需要对γ谱仪系统进行效率刻度的情况下，即可求出系统对^40K的绝对探测效率，并能消除^232Th对^40K的干扰。     

155Eu衰变γ射线发射几率的精确测量

经堆中子辐照过的^154Sm样品，用阳离子交换法分离纯化，得到^155Eu核素。用4πβ-γ符合法测量放射性活度和用小平面Ge探测器测量^155Eu衰变发射的γ光子数，精确测定了γ射线的发射几率。对于强γ射线和弱γ射线的不确定度分别为1．7％和4．5％。与文献报道值相比较，本测量结果明显改善。     

利用土壤样品中天然~(232)Th、~(226)Ra衰变子体确定HPGe γ谱仪测量效率的研究

在土壤放射性活度测量中,利用土壤样品中天然存在的232Th衰变系和226Ra及其短寿命子体平衡时各γ光子发射率的相对关系,先确定HPGe γ谱仪对不同能量γ光子的相对效率刻度曲线,然后利用谱仪对KCl中40K1.460MeV γ光子的测量效率,实现对HPGe γ谱议的全能峰效率刻度。经与核工业放射性计量测试中心进行的同一样品分析结果比对,吻合良好。     

探测封装浓缩铀属性的γ无损分析方法

通过探测^232U衰变子体核素^208T1的2614.75keV特性γ射线能峰，确定铀样品中存在的^232U。用理论分析和γ能谱分析验证了从铀－钚循环中得到的浓缩铀会有少量^232U的积累或玷污，并且在较厚金属屏蔽的情况下也可以有效测定2614.75keV能峰。     

MCNP能峰展宽的NaI探测效率研究

本文利用光子和电子耦合输运MC程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算了NaI(T1)探测器的γ能谱,与实验测量的能谱符合较好.然后利用MCNP计算了NaI(T1)对不同能量γ射线的探测效率(峰总比),结果与实验值一致,验证了这种计算方法用于模拟NaI(T1)对γ能谱的探测效率是可行的.     

水下γ谱测量中水体距离与探测效率关系研究

水下γ谱仪壳体外形尺寸设计需要确定水体至探测晶体距离与探测效率的量化关系。本研究根据水下γ谱测量条件,建立溴化镧探测晶体及空心水球模型,通过数学方法,计算到达探测器晶体的特征γ射线计数率,并通过MC抽样计算方法,计算γ射线全能峰计数率。结果显示探测晶体至水体距离发生变化时,探测晶体对水中发射的特定γ射线全能峰的探测效率为恒量。该结论为水下γ谱仪壳体结构设计提供依据。     

HPGe探测器分析室内空气活性炭盒氡样品的研究

设计加工了一种普通的活性炭盒,采用加滤膜和不加滤膜两种方法被动取样．用实测的相对效率为67％的HPGe探测器测量同一时间、同一地点的相对氡浓度,结果两种方法给出的值差异不大。实验证明在目前采用的条件下,无法测出^220Rn的浓度。从实验可知,用HPGeγ谱法可明显区分^212Pb238.63kev峰和^214Pb242.00keV峰,样品中295.22、351.93、609.31keV峰计数都明显高于空白样品计数。如果进一步进行刻度,可准确测量^222Rn的浓度。提出了高效率γ谱仪法测量氡浓度中的真符合相加问题．并对特征峰选择进行了讨论。本方法不必刻度效率而得到测量点的相对浓度．可以用于比较季节、温度、通风等条件变化引起的氡浓度变化规律的研究和评估除氡措施的效果等。     

圆柱体模型放射性核素比活度的HPGeγ谱仪就地测定

本工作采用一台便携式HPGeγ谱仪系统,对核工业航测遥感中心二级放射性计量站的地面圆柱体放射性模型（φ220cm×60cm,以下简称圆柱体模型）的放射性核素比活度进行了就地测量分析。 谱仪系统采用美国ORTEC公司生产的GHX-20190-P-LP型 HPGeγ探测器,其晶体几何尺寸为φ54.8mm×57.9mm,相对探测效率ε=30.3％,对60Co　1.332 5 MeV的能量分辨率FWHM     

Ge(Li)γ谱仪全能峰效率的蒙特卡罗模拟计算

本文用蒙特卡罗方法模拟计算了Ge(Li)γ谱仪的全能峰效率,与实验结果比较,两者在±10％的误差内符合。     

n-γ分辨应用于252Cf自发裂变中子飞行时间谱测量

使用液体闪烁体BC501作为快中子探测器，对应用脉冲上升时间法符合甄别^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的γ射线的效果进行研究。实验测量了γ射线和能量大于1MeV的^252Cf自发裂变中子的脉冲上升时间分辨谱，分辨优质因子M达到4．6。符合甄别了中子能量下阈分别为0．5、0．8和1MeV时的^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的7射线，与未符合时相比，γ甄别率在99．90％以上。     

NaI(T1)晶体对γ射线响应函数的蒙特卡罗模拟

以137Cs放出能量为0.662MeV的γ光子在NaI(T1)晶体中的响应函数为研究对象,探讨响应函数的计算方法.对能量沉积谱分段,计算出落在每一能量段内的概率,依此将实验测得的参数代人程序中对谱线进行拓展形成符合高斯分布的全能峰.用蒙特卡罗方法建立物理模型,利用设计的模拟软件模拟出整个光子的运动过程,同时显示出晶体探测到的γ光子响应函数.     

HPGe γ谱仪点源到体源效率的相对比较传递方法

本文介绍了一种ＨＰＧｅγ谱仪点源到体源效率的相对比较传递方法。采用一种简单参数的蒙特卡罗方法计算峰效率，实验测量点源的效率曲线，并与一个“标准”测量系统或一系列测量系统的计算和实验结果相对比较，可以获得体源的效率刻度。在探测效率分别为２０％、３０％、５０％的ＨＰＧｅ谱仪系统上，用这种方法获得的体源效率与实验测量结果的偏差在±４％以内。     

国产掺铈氯化镧晶体γ探测能力测量

掺铈氯化镧晶体(Lacl3:Ce)是国际上最新研制的无机闪烁快响应晶体,其具有对γ探测能力强,时间响应快,中子、γ分辨能力高等特点。在放射性标准源场中对首批国产掺铈氯化镧晶体配光电倍增管的γ灵敏度进行了测量,测量结果表明国产新型Lacl3:Ce无机晶体对1.25 MeV和0.66 MeVγ射线的探测能力约为NaI晶体的80%左右。此类晶体可作为低强度快脉冲γ辐射测量的候选晶体。     

室内多道γ射线能谱仪(NaI(Tl))谱线分析

论述了以NaI(Tl)晶体为探测器的室内低本底多道γ射线能谱仪用于测量样品中^226Ra、^232Th和^40K放射性比活度的两种计算方法——谱线分解法和特征能量峰法(逆矩阵法)，并设计编制程序，分别采用这两种方法对样品谱线进行处理分析，将分析结果与高纯锗γ谱仪分析结果对比，两种方法分析同一样品的相对偏差均≤10％。