基于MURA编码孔成像测量Pu部件对称性的数值模拟分析

通过分析MURA编码孔成像技术的原理,实现了MLEM重建算法的源物体图像重建。使用数值模拟方法,分析了413keV单能γ面源的MURA编码板成像全过程,通过对比分析重建源物体分布与实际源物体分布,验证了重建算法及程序的正确性。并通过MNCP程序模拟假想的Pu部件模型,在编码孔成像过程中,像平面上射线投影强度分布、直接重建及简单扣本底重建源物体分布,从而论证了MURA编码孔成像测量Pu部件对称性的可行性。数值模拟结果表明,编码孔成像测量Pu部件对称性与小孔成像相比,在保护敏感信息和提高射线利用效率方面,具备一定的优势。     

MURA编码辐射成像系统的解码方法

近年来,随着核辐射成像技术的发展及应用的需求,核辐射成像设备在高灵敏度、高分辨率、高信噪比以及携带方便等方面受到越来越多的关注,编码孔径准直器代替传统的平行孔和针孔准直器顺应了这种发展趋势,成为核辐射成像领域的研究热点。本文主要介绍一种新型便携式辐射成像探测系统中修正均匀冗余阵列(Modified Uniformly Redundant Arrays,MURA)编码孔径准直器的成像方法,研究其解码过程、校正方法和解码矩阵的算法:δ解码算法和精细采样平衡解码算法。在MATLAB环境下对两种解码算法进行了对比仿真,并对单个放射源与多个放射源情况分别进行了图像重建实验。实验结果表明,精细采样算法要比δ解码算法更能使成像系统对单源或多源进行清晰成像。     

大面积高灵敏度编码相机探测器的设计与性能测试

编码孔径相机是一种定位放射性物质的设备,对丢失放射性物质的寻找以及监测具有重要的意义。为了满足编码孔径相机对核突发事故的污染区进行实时定位,并获得污染面积和污染程度等信息,采用大面积CsI(Tl)晶体阵列与光电倍增管(PhotoMultiplier Tube,PMT)阵列耦合的方式构建高灵敏度编码相机的探测器,以此提高探测效率并减少探测时间。该探测器由121根CsI(Tl)晶体构成11×11的阵列,每根晶体的尺寸为15 mm×15 mm×15 mm,通过光导与3×3的光电倍增管阵列耦合为一个探测器模块;由4个探测器模块组成2×2的阵列作为探头部件,采用自主设计的放大滤波成型以及单端转差分电路实现探测器信号的读出处理。通过测试发现,该探测器模块在662 keV的γ射线激发下,能很好地实现各个晶体条的位置分辨,且其平均能量分辨率为9.4%。测试结果表明:该探测器在位置分辨、能量分辨率、峰位一致性以及探测效率一致性等性能方面均能够满足高灵敏度编码相机成像的设计要求。     

γ相机探测技术研究

<正>针对如何有效搜寻放射源、显示γ放射性污染区域强度分布,为后续处理提供依据,提高国民生活以及核设施的安全性,需发展γ相机探测技术来计算、分析和判断,快速查找放射源和放射性污染区域。编码孔径成像技术的不断发展为研制新型辐射成像设备提供了理论依据。γ相机的基本结构主要由编码孔准直器、闪烁体晶体探测器、数据采集与传输模块及用     

多晶体γ探测器相互影响的蒙特卡洛数值模拟

本文用基于Geant4的蒙特卡洛方法模拟得到多晶体航空γ能谱仪对近似无限大γ面源的能量沉积谱,分析了航空γ能谱仪各条晶体的谱线差异,并研究了不同能量的地面γ辐射在上层晶体中形成谱线的变化规律,以及对环境氡气校正的影响,为多晶体航空γ能谱测量谱线解析提供了理论基础。     

NaI(Tl)探测器γ模拟谱修正方法研究

目前,利用MC软件模拟γ谱,对γ谱仪进行无源刻度已得到广泛应用。但是存在着γ模拟谱与实测谱在康普顿坪区差异较大的问题,难以将γ模拟谱用于γ谱的定量分析。本研究针对此问题,以NaI(Tl)探测器γ谱的MC模拟为主要研究内容,对不同能量、不同条件的γ模拟谱与实测谱进行了对比分析,建立了NaI(Tl)探测器γ模拟谱的修正方法,得到了不同能量、不同条件下的γ模拟谱康普顿坪区的修正因子。经修正,γ模拟谱与实测谱在康普顿坪区的最大相对偏差不超过±2.38%。将所建修正方法用于NaI (Tl)探测器的γ谱分析,不仅能缩短γ谱的测量时间,也能大幅提高MC方法用于γ谱解析的准确度。     

基于超高分辨γ射线探测器的蒙特卡罗模拟

能量分辨率是γ射线探测器关键技术指标之一,直接关联γ射线全能峰的尖锐程度、分离程度,从而影响全能峰被识别、区分的能力。提高γ探测器的能量分辨率,是γ探测器发展的一个重要方向,近年发展起来的超高分辨γ射线探测器,能达到25 e V@103 ke V的能量分辨率,其相对目前能量分辨率最好的高纯锗探测器的能量分辨率高一个数量级,因此超高分辨超导γ射线探测器成为了一大研究热点。为了推动超高分辨率γ探测器关键技术的实验研究,利用MCNP5采用了不同能量的射线源、不同规格的吸收体以及不同的支撑环境对超高分辨超导γ射线探测器的探测结果进行了模拟。这些模拟对于探测器的模型优化以及谱仪的设计有重要的指导作用。     

ICI探测器单位γ灵敏度研究

探测器灵敏度及其能量响应特性在探测器的设计和研制过程中占有十分重要的地位.从理论和实验两个方面研究了ICI探测器的γ灵敏度及其γ射线能量响应特性.在60 Co 1.25MeV γ辐射源装置上进行实验测量得到ICI探测器的单位γ灵敏度为1.8×10-20 (±5%)C·cm2 ,理论计算的单位γ灵敏度为1.78×10-20 C·cm2 (γ能量1.25MeV),理论和实验结果符合得较好.研究结果表明,入射γ射线能量在1～10MeV范围内变化时,ICI探测器具有平坦的γ灵敏度响应曲线.     

宇宙γ暴闪烁探测器研究

本文简要描述了在将在我国卫星上首先进行宇宙γ暴（ＧＲＢ）观测的大面积闪烁探测器的技术设计、关键部件及材料选取、安全可靠性及过空间辐射带反常区对探头采用的保护措施；并给出了利用互补法提高探测器能量分辨率及空间环境、电磁兼容试验的结果与本探测器对γ暴观测的灵敏度评估。     

溴化镧探测器γ能谱的MC模拟及特性研究

本文使用通用蒙特卡罗模拟软件包Geant4,结合实验数据对溴化镧探测器的γ,能谱进行了模拟计算和特性研究,论证了便携式核素识别仪中使用溴化镧探测器的可行性,在实验条件有限的情况下为能谱分析算法的开发提供了可靠的能谱参考数据.     

多气隙电阻板室快中子探测器性能模拟

介绍了一种具有优良时间分辨率的新型快中子探测器,用蒙特卡罗方法模拟了该探测器的能量响应和产生质子的转换效率,分析了其n/γ分辨能力.该探测器结合飞行时间法可以准确地测量快中子能谱.     

自然γ测井中MC法模拟探测器探测深度

采用MCNP模拟计算了不同γ射线能量或矿层密度下探测器的探测深度,研究γ射线能量或矿层密度的变化对探测器探测深度的影响。模拟结果表明:探测器探测深度与γ射线能量成正比,与矿层密度成反比;当矿层厚度小于探测器探测深度时,采取放射性成像分析地层信息的方法存在较大误差。并且通过对模型井进行放射性成像的方式阐释了此方法的可靠性。对于实验井或模型井的矿层厚度选择,可以用MCNP模拟的方法计算探测深度作为参考。     

放射性废物桶γ检测探测器准直器模拟设计

介绍了在放射性废物桶γ检测中基于MC模拟的阵列探测器准直器的设计。利用MCNP程序建立探测系统模型,计算了在圆形、方形、菱形准直孔,以及铅、钨、不锈钢准直材料条件下,碲锌镉探测器对体源和点源的探测效率,分析了准直器形状和材料对探测效率的影响。结果表明:相比方形和菱形准直孔,圆形准直孔的探测效率相对较高;相比铅和钨,不锈钢准直时出现多路射线干扰,且铅和钨的准直效果相当。     

NaI探测器搜寻γ源定位准直器模拟设计

为尽快搜寻丢失的γ放射源,模拟设计了用NaI探测器确定γ源方位的铅准直定位装置。设计针对铅准直NaI探测器,运用MCNP软件模拟定位γ源。模拟结果表明,设计的铅准直NaI探测器能够识别γ射线的方向,且角度分辨率高,放射源模拟定位的偏差小,在多个放射源形成的辐射场中能对各个放射源进行定位。     

CeBr3探测器原位测量海洋γ放射性核素模拟研究

针对海洋环境本底复杂、人工γ放射性核素含量低导致目标核素测量精度低的问题,提出将CeBr₃闪烁体探测器应用于海洋γ放射性核素原位测量的方案。通过MC模拟,计算分析了CeBr₃探测器对海洋环境中常见人工γ放射性核素的探测效率、有效探测距离、在海水中的本底能谱(包括探测器自身放射性)、最小可探测活度浓度(MDAC)等,并与传统NaI(Tl)、LaBr₃(Ce)探测器的性能进行了对比分析。研究结果表明,所提出的海洋原位γ放射性测量方案能够弥补传统低分辨率NaI(Tl)探测器与复杂本底LaBr₃(Ce)探测器在海洋环境下对γ射线测量的不足,对提升海洋原位γ探测器在海洋放射性污染监测的智能预警能力以及对海洋环境资源的保护能力等方面具有重要意义。     

放射性惰性气体探测器模拟研究

利用蒙特卡罗程序研究了核电厂气载放射性监测通道中重要监测设备放射性惰性气体探测器的结构设计思路、性能评估,主要研究内容包括优化探测器结构、分析影响测量准确性的因素、分析探测器测量范围、探测器自检源活度及其对周围环境的影响,本文详细展示了模拟计算结果,并总结其反应规律,为放射性惰性气体探测器的研制提供了重要的数据参考和理论支持。     

γ相机空间分辨率测试

空间分辨率是γ相机的一项主要性能指标。在NEMA标准中,空间分辨率用线扩展函数峰值半高宽(FWHM)和十分之一高宽(FWTM)描述。测试FWHM和FWTM一般需要使用多道分析器,但在没有多道分析器的情况下,也可使用γ相机配置的电子计算机,按照NEME标准测试γ相机空间分辨率FWHM和FWTM。     

γ相机全身扫描系统

全身骨扫描是γ相机在临床中的重要应用之一,在γ相机的数据采集和图像处理系统的基础上,设计了扫描床设备及控制接口,编写了用于全身扫描的数据采集软件,组成全身扫描系统,并解决了实现过程中遇到的几个具体问题,临床实验的结果表明：系统的成像质量可以满足临床诊断的需要。将这一系统应用到现有的γ相机上,可以低成本实现全身扫描的功能。     

现代γ相机和SPECT

7O年代数字计算机的广泛应用和成本的下降给核医学的发展带来了新的跃进,数字γ相机开始出现,这为快速动态显象及心血管核素造影提供了条件。但γ相机仅能提供二维图象,与X线CT相比又大为逊色。为此,核医学专家和核电子工程师又研制了发射型CT,即SPECT和PECT,这使核素显象由二维进入了三维,由定性进入定量。利用断层图象可计算区域脑血流量,脏器及病变的体积,放射性浓度等定量参数。与回旋加速器配套的正电子CT更有其独特的优越性,它被称为是探索人类大脑奥秘的有力武器,