空间质子辐射有效剂量测量的闪烁探测器理论设计

有效剂量可解决航天员在空间飞行中所受质子辐射的危害比较与评价问题,在空间辐射危害评价中具有重要应用。为实现空间质子辐射有效剂量监测,针对空间各向同性质子辐射,利用蒙特卡罗程序设计了一种闪烁探测器。通过对探测器结构的特殊设计,在20-400 Me V能量范围内,各向同性质子在该探测器内沉积的能量与国际辐射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)116号报告提供的质子有效剂量基本成正比。通过探测质子沉积能量来监测质子辐射有效剂量,克服了直接测量有效剂量所存在的困难。对AP8MIN模型地球俘获带质子能谱与随机抽样质子辐射能谱,经数值计算,探测器给出的有效剂量与ICRP116号报告给出的有效剂量的相对偏差均小于±8%。     

空间辐射剂量测量简介

重点介绍了三方面内容,一是空间辐射的主要来源:银河宇宙射线、太阳粒子事件、带电粒子被地球磁场捕获形成的捕获辐射以及它们与地球大气层相互作用而形成的次级粒子辐射;二是主要辐射成分对剂量的贡献;三是空间辐射的测量方法:常用的被动式和主动式探测器,比较了它们的优缺点.     

LYSO:Ce电子辐射探测器输出响应影响因素研究

针对地球静止轨道（Geostationary Earth Orbit,GEO）空间粒子辐射对卫星在轨运行时产生的电离总剂量效应,将高性能铈掺杂硅酸钇镥（LYSO:Ce）晶体与铝层结合,来屏蔽质子辐照影响,实现电子辐射剂量的有效探测。基于Geant4建立探测器模型,比较不同材料的屏蔽效果,分析探测器响应特性,研究影响探测器输出响应的因素。结果表明：使用0.022 mm厚的铝层作为屏蔽层包裹光纤,可排除质子辐照影响;基于LYSO:Ce晶体的探测器具有较好的线性响应,电子穿越屏蔽层时产生的次级电子、光子可以提高探测器响应灵敏度;物质对电子的电离阻止本领与入射电子速度的平方近似成反比,适当增加电子与探测器之间传输距离,可增强探测器的辐射响应;探测器对能量区间在0.04～1 MeV的电子探测效率最高。通过研究LYSO:Ce晶体与铝层结合的电子辐射剂量探测器特性,为新型闪烁体空间辐射探测器设计提供技术参考和理论支撑。     

热释光测量法在空间辐射剂量学中的应用

空间电离辐射是带电粒子辐射,为了保障人类航天活动的辐射安全,空间辐射剂量学得到了很大的发展。热释光测量法已被证明是空间辐射剂量不研究的优选方法之一,它广泛应用于国内外航天器舱内累积剂量的测量。其中,氟化锂已成为必用的热释光探测器。研究其质子响应特性的发光量与空间剂量的关系是将氟化锂应用于空间要作的重要工作。本文介绍了国外应用情况和自己的工作。     

热释光LiF(Mg,Cu,P)探测器对宇宙射线的响应

在北京市密云水库水面对国内环境累积剂量测量中使用较多的GR-200A型、CTLDM000型和TLD2000型热释光LiF(Mg,Cu,P)探测器对宇宙射线的响应进行了实验测量,得出了三种热释光探测器相对于高压电离室的宇宙射线响应因子分别为0.845和0.877和0.839.     

基于半导体集成电路辐射效应的空间辐射环境探测器

空间辐射环境能够引起半导体集成电路发生的总剂量效应、单粒子效应等辐射效应,可以被用来进行空间辐射环境监测。在一定条件下,基于此原理的探测器具有常规的面垒型探测器以及PIN型探测器等所不具备的优点。尤其适合航天器舱内带电离子探测和用于航天医学的个人辐射剂量探测。介绍了三种基于半导体器件辐射效应的探测器。     

固体径迹探测器在辐射剂量学、环境和生命科学中的应用

本文主要介绍固体径迹探测器在辐射剂量学、环境和生命科学中的一些应用,着重描述利用塑料径迹探测器测量热中子和快中子剂量。热中子剂量测量通常需要使用“转换屏”,例如~(235)U、~6Li和~(10)B,以产生能在塑料内留下可蚀径迹的带电粒子,而快中子除了利用转换屏(例如~(237)Np、~(232)Th等)外,还可以通过与探测器材料自身的组分的相互作用,直接在塑料内     

固体核径迹探测器在中子辐射监测中的应用

介绍固体核径迹探测器近年来在中子辐射监测中的主要进展,其中包括发现CR-39径迹探测器及其主要性能,以及监测中子剂量的方法与应用。     

100MeV回旋加速器质子剂量测量方法

<正>中国原子能科学研究院的100 MeV质子回旋加速器是目前国内唯一一个可用于空间质子辐射损伤效应研究用的加速器,其建立的S3束流线上已在质子辐射生物效应方面开展了相关的工作。在中能质子辐射生物效应研究过程中,其质子剂量的准确性测量是研究其生物效应和照射剂量的量效关系的关键。目前采用的束流诊断方法是利用SEEM探测器和法拉第筒对标的方法对束流注量率以及质子注量进行诊断,然后通过换算     

电离法校准质子吸收剂量技术研究

随着空间飞行计划的不断深入，空间辐射剂量学日益受到重视。我国目前尚未建立质子吸收剂量的基标准装置，鉴于电离法是国际辐射单位和测量委员会（ICRU）、国际原子能机构（IAEA）以及美国医学物理协会（AAPM）颁布的规范中所推荐使用的一种质子吸收剂量的标准及参考方法，在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器提供的质子束，     

High-energy neutron-radiation reference field

The technique and results of measurements performed of the neutron spectrum behind the top shielding of the U-70 experimental hall using a Bonner spectrometer based on indium and carbon activation detectors are presented. The integral characteristics of the neutron field are presented; such a field could be useful in various areas of dosimetry, radiation physics, and radiobiology, in assuring radiological safety during flights in airplanes and in space, as well as in the study of malfunctions induced in microelectronics by high-energy neutrons.     

Space radiation dosimetry in low-Earth orbit and beyond

Space radiation dosimetry presents one of the greatest challenges in the discipline of radiation protection. This is a result of both the highly complex nature of the radiation fields encountered in low-Earth orbit (LEO) and interplanetary space and of the constraints imposed by spaceflight on instrument design. This paper reviews the sources and composition of the space radiation environment in LEO as well as beyond the Earth's magnetosphere. A review of much of the dosimetric data that have been gathered over the last four decades of human space flight is presented. The different factors affecting the radiation exposures of astronauts and cosmonauts aboard the International Space Station (ISS) are emphasized. Measurements made aboard the Mir Orbital Station have highlighted the importance of both secondary particle production within the structure of spacecraft and the effect of shielding on both crew dose and dose equivalent. Roughly half the dose on ISS is expected to come from trapped protons and half from galactic cosmic rays (GCRs). The dearth of neutron measurements aboard LEO spacecraft and the difficulty inherent in making such measurements have led to large uncertainties in estimates of the neutron contribution to total dose equivalent. Except for a limited number of measurements made aboard the Apollo lunar missions, no crew dosimetry has been conducted beyond the Earth's magnetosphere. At the present time we are forced to rely on model-based estimates of crew dose and dose equivalent when planning for interplanetary missions, such as a mission to Mars. While space crews in LEO are unlikely to exceed the exposure limits recommended by such groups as the NCRP, dose equivalents of the same order as the recommended limits are likely over the course of a human mission to Mars.     

二元慢化型高能中子剂量探测的影响因素研究

为测量高能辐射场及宇宙射线中的中子剂量,基于SMMC设计,对二元慢化型中子剂量探测器进行改进。在慢化球体中加铅等高原子序数材料层,高能中子与铅产生（n,xn）核反应,可提高高能中子的探测灵敏度,使分析的剂量单调能量上限可达10GeV。利用MCNP和FLUKA程序,对铅层位置、铅层厚度、外计数器位置、慢化体直径等因素进行注量响应计算,最终确定探头设计。     

超快猝灭塑料闪烁探测器氘氚中子灵敏度标定

本文概要介绍了超快猝灭塑料闪烁探测器特性，并在不同闪烁体、光导和微通道板光电倍增管的组合条件下用１０ｎｓ脉宽的窄脉冲中子管对探测器的Ｄ－Ｔ中子灵敏度进行了标定。由这些标定数据推算出的探测器不同条件下的Ｄ－Ｔ中子灵敏度与实测数据在误差范围内是一致的。     

用于反应堆内相对中子通量密度在线测量的闪烁体光纤探测系统研制

为实现反应堆不同空间和能量的相对中子通量密度在线监测,本文研究开发了一套新型的用于狭小空间且位置灵敏的闪烁体中子探测系统。该套系统由5种探头、5路光子计数器、1台计算机及相应的软件组成。5种探头的主要构成物质分别为~6 LiF+ZnS(Ag)、~(232) ThO_2+ZnS(Ag)、~(238) UO_2+ZnS(Ag)、~9Be+ZnS(Ag)以及BGO晶体,故可测量不同能量的相对中子通量密度。其中,掺有~6 LiF的探头用于热中子的测量,BGO探头用于γ测量,其余3种探头用于快中子的测量。利用该系统进行了启明星1#装置内热中子及快中子的相对通量密度分布测量,并将测量结果与利用蒙特卡罗方法得到的理论分布结果进行了比较。考虑到理论设置参数与实际实验参数的差别,可认为测量结果是可信的。     

Computational-Experimental Investigation of the Special Features of the Neutron Spectrum of an IGR Reactor

The energy spectra of neutrons in the experimental channel of an IGR reactor were measured using neutron-activation detectors. Ten detectors for thermal and intermediate neutrons, eight thresholds, and four fission detectors were used. The thermal-neutron fluence was calculated using the standard methods of reactor dosimetry, and the intermediate and fast neutron spectra were reconstructed using a special program. The experimental data essentially confirmed the computational results. 2 figures, 2 tables, 11 references.     

GM计数管输出脉冲幅度分布

本文概述了几种常用ＧＭ计数管的输出脉冲幅度分布，介绍了测试设备和方法，给出了测试结果，并进行了讨论，得出了结论。     

Nuclear Radiation Doses Monitoring of EAST’s Environment

Nuclear radiation doses’ monitoring has been an important part of the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST’s) experiment. This paper is mainly on the monitoring of nuclear radiation doses [neutrons (n) and gamma rays (γ)] around the EAST’s hall. To fully monitor the radiation doses of neutrons (n) and gamma rays (γ), the layout of the monitoring detectors is carefully planned and designed. And based on the layout of detectors, hardware and software for the whole monitoring system are presented and introduced briefly. According to these detectors and the monitoring software, the real-time radiation doses are captured and displayed timely. The accumulated total radiation doses of EAST hall’s external environment based on the monitoring detectors are presented. Finally, a safe key conclusion is obtained that the accumulated total radiation doses of EAST hall’s external environment are far less than the annual dose limit (20 mSv) of a professional person during 1 year.