塑料闪烁体环探测器作反符合屏蔽的NaI(Tl)γ能谱仪

本文报告了一个用塑料闪烁体环探测器作反符合屏蔽的NaI(T_1)γ能谱仪的结构及主要性能。它采用Φ76×76mmNaI(Tl)晶体作为主探测器和符合探测器,以自制的Φ500×520mm塑料闪烁体作环探测器。在有无井型反符合屏蔽条件下,能量范围0.1—2MeV时,谱仪的积分本底比为2.8,对~(137)Csγ源的康普顿减弱因子(积分比)为2.5。当源位于晶体表面中心时,谱仪对~(137)Cs源的能量分辨率和全能峰效率分别为9.5％和8.4％。     

碎、裂晶体环探测器作反符合屏蔽的井形NaI(Tl)γ谱仪

本文报告了一台采用碎、裂晶体环探测器作反符合屏蔽的井形 NaI(Tl)γ谱仪,并对环探测器的研制及其性能作了扼要介绍。谱仪主探测器采用φ100×100毫米的井形 NaI(T1)晶体,有效地提高了谱仪探测效率。以圆柱形碎、裂晶体为主要闪烁体的环探测器性能良好,在封装工艺简单,容易制作,成本低,几何适应性强等方面具有明显的优点。谱仪对~(137)Csγ射线(0.662兆电子伏)的能量分辨率为9.8%;对10毫升~(137)Cs 样品的全能峰探测效率为28.3%;在0.05—2.0兆电子伏的能量范围内谱仪积分本底为154计数/分;对~(137)Csγ射线的康普顿减少因子为2.5。当样品和本底的测量时间均为1000分钟、置信水平为95%时,谱仪对10毫升~(137)Cs 样品的探测灵敏度为4.2×10~(-13)居里。     

碘化钠-塑料探测器反符合屏蔽低本底Υ谱仪

本文报道一台以φ75×75mm 的 NaI(Tl)晶体为主探测器,以φ430×500mm 的环型塑料闪烁体为反符合探测器,以另一φ75×75mm 的 NaI(Tl)晶体为符合探测器所组成的反符合屏蔽低本底γ谱仪。采用含放射性杂质少的结构物质和屏蔽材料,符合、反符合等措施降低本底。在井型反符合屏蔽条件下,主探测器在0.05—2.0MeV 能区内的积分本底为68cpm。对~(137)Cs(φ8mm)面源的能量分辨率为10.5%,全能峰效率为10.9%,康普顿散射减弱因子可达2.1;当测量时间为1000min,置信水平为95%时,面源最小可探测下限为1.13dpm。该谱仪适于环境样品及某些弱放射性样品的测量。     

一套低本底反康普顿HPGeγ谱仪系统积分本底的实验研究

本文对一套低本底反康普顿HPGeγ谱仪系统的积分本底进行了实验研究,测量了谱仪系统在无屏蔽、屏蔽室以及屏蔽室加反符合三种条件下的积分本底.结果表明,谱仪系统积分本底主要来源于康普顿连续坪区和40K核素1460keVγ射线全能峰.实验确定了40K主要来自NaI (Tl)环探测器的六个光导玻璃窗及光电倍增管,两者所含40K总的放射性活度约为612Bq.     

塑料闪烁体反符合屏蔽低本底NaI(T1)γ谱仪

随着环境保护工作日益被人们重视,对放射性分析水平的下限提出了更高的要求。为此,反符合屏蔽γ谱仪应运而生。这里研制的以塑料闪烁体为反符合屏蔽探测器的NaI(Tl)γ谱仪,其设计有较大灵活性,可以用Ge(Li)探测器代替NaI(Tl)主探测器,以构成性能更完美的低本底符合—反符合屏蔽γ谱仪。本工作较细致地观测了塑料环晶体的谱响应特性,并利用它的某些特点作了符合测量的尝试,获得了较好的结果。对环晶体及主晶体的一些污染等缺陷做了分析。     

惰性气体β-γ符合测量系统探测器能量及分辨率刻度

β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中惰性气体氙测量的一种重要方法,探测器能量及分辨率刻度是其首要解决的关键技术。本工作详细介绍了β-γ符合测量系统NaI(Tl)闪烁体和塑料闪烁体探测器能量及分辨率刻度的方法和结果,采用γ放射性核素点源刻度NaI(Tl)γ射线能量及分辨率,利用137Cs661.66keVγ射线康普顿散射电子刻度塑料闪烁体β射线能量及分辨率,并与131Xem内转换电子刻度的β射线能量分辨率结果进行了比较。结果表明:用137Cs康普顿散射电子刻度塑料闪烁体β射线能量是一种简便可行的方法,但用其刻度的β射线分辨率比实际的大。     

低本底反康普顿高纯锗γ谱仪

本文介绍的谱仪采用铅-石蜡-铅为主的复合物质屏蔽。HPGe探测器对~(60)Co的1332keV γ射线的相对效率为25％,能量分辨率好于1.75keV。在阱型反符合屏蔽下,系统对放在HPGe端面的~(137)Cs点状薄膜源的峰康比可达800:1;测量时间1000min,置信度95％时,对~(137)Cs点源探测灵敏度好于5.6mBq;谱议在100—2000keV能区内的积分本底好于8.7±0.1次/min,与无反符合屏蔽时相比,压缩倍数为6.6。     

FH1906型低本底 γ 闪烁谱仪

本文介绍了 FH1906型低本底γ闪烁谱仪的结构及性能。该谱仪可实现低本底γ分析测量,γ-γ符合测量,β-γ符合测量和低本底β测量等功能。在井形反符合屏蔽条件下,谱仪在0.05—2.0兆电子伏能量范围内的本底约37计数/分,对~(137)Cs点源的能量分辨率为10.6%,对~(137)Cs薄膜源的康普顿减弱因子(面积比)约为3.9,对~(137)Cs 小体积样品的最小可探测下限约为4.8×10~(-13)居里。     

低本底γ谱仪用的NaI(T1)闪烁体

低本底γ谱仪是指具有反符合屏蔽的一维或多维γ谱仪。它用的NaI(Tl)闪烁体包括低本底NaI(Tl)闪烁体和环形NaI(Tl)闪烁体。     

NaI(Tl)、Ge(Li)探测器对大圆柱体源的效率

本文介绍用蒙特卡洛方法,采用加权技巧计算 NaI(Tl)、Ge(Li)探测器对大体积圆柱形体源的效率。文中首先对计算方法作了简要叙述。然后介绍在 PDP11/34A 小型计算机上用蒙特卡洛方法计算了76×76mm NaI(Tl)晶体对76mm 直径的水圆柱体源的效率,在80—3000keV 能区,计算值与文献值在±1%内一致。对本实验室的一台 Ge(Li)探测器,分别计算了它对 NBS参考物质和水圆柱体源(源半径大于 Ge(Li)晶体半径)的效率,计算中对探测器 N 层和包装外壳等项因素作了修正。实验测定了点源的峰总比,得到 Ge(Li)探测器的峰效率。将 Ge(Li)探测器峰效率的计算值与用~(152)Eu、~(60)Co、~(137)Cs、U、U-Ra 和 Th 标准源测得的实验值进行了比较,在93—2614keV 能区,估计两者在±4%内一致。最后讨论了样品体积与探测下限的关系。     

用低能γ能谱法测定固体样品中微量U、Ra、Th、K

近二十年来,核辐射测量仪器有了很大改进。采用反符合屏蔽技术以及用带有纯NaI光导的低钾NaI(Tl)晶体作主探测器,大大降低了本底和康普顿效应。加之采用大探测器、大样品,同时在保证仪器稳定条件下增加测量时间从而获得了较高灵敏度和较好的精密度。目前,低水平γ射线谱仪、大体积NaI(Tl)晶体多维γ射线谱仪等被广泛地用于地球、海洋、大气、     

低本底反康普顿γ谱仪分析谷物中放射性核素

通过比较低本底反康普顿HPGeγ谱仪两种操作模式(有反康和无反康)测量4种谷物样品中放射性活度的异同,讨论反康普顿抑制的优越性.结果显示,有反康时能谱中的康普顿基线本底有显著抑制,从低能区的2倍至高能区的5倍(60keV～1.46MeV)不等.但对特定核素的分析探测限不仅与康普顿本底有关,还与系统自身可能存在的特定能峰的本底净计数率有关.由于无~(137)Cs系统本底且反康抑制达4～5倍,测到4个样品中~(137)Cs比活度在0.03～0.06Bq/kg,而如没有反康则都低于探测限.由于系统中本底几乎可以忽略,~(234)Th探测限(0.2～0.4Bq/kg,对63keV)和~(228)Ac探测限(～0.1Bq/kg,对911keV)有反康时下降了20%～30%.由于测量期间的高氡环境本底,~(226)Ra(测~(214)Pb352keV峰)探测限有点高(0.7～1Bq/kg),反康未起作用.样品中的~(40)K高达22～144Bq/kg.     

HPGe低本底反康普顿γ谱仪

本文报道了以ＨＰＧｅ为主探测器的低本底反康普顿γ谱仪，该谱仪以环形和圆柱形ＮａＩ（ＴＩ）组成阱型反符合屏蔽探测器，以钢，铅及不锈钢等材料组成复合结构屏蔽室。对＾４０Ｃｏ１３３２．５ｋｅＶγ射线，ＨＰＧｅ主探测器能量分辨率为１．８６ｋｅＶ，相对效率为３８％，在阱型反符合屏蔽条件下，谱仪对＾１３７Ｃｓ点状薄膜源测得康普顿抑制系数为４．４；峰康比为８７０：１；５０￣２０００ｋｅＶ能区内每ｍｉｎ积分本底为     

用反符合和热中子屏蔽降低γ谱仪本底

新建的一台反宇宙射线低本底HPGeγ谱仪,在物质屏蔽的基础上采用反符合和热中子屏蔽联合方法,实验研究次级宇宙射线μ子和中子产生的本底。结果表明,反符合屏蔽(塑料闪烁探测器)能大幅度降低μ子产生的本底,还能有效抑制快中子与锗晶体和屏蔽材料非弹性散射引起的本底,100-2000keV能区反符合积分本底抑制系数可达8倍。热中子屏蔽(镉吸收片)的加入可明显降低锗晶体和屏蔽材料热中子俘获产生的本底,使511keV正电子湮灭峰本底的抑制系数由5.8倍提高到20.7倍,100-2000keV反符合积分本底抑制系提高到13.2倍。     

一种高效紧凑反康普顿谱仪的初步研制

目前现有的反康普顿高纯锗γ谱仪主要采用模拟电路实现多路反符合,从而实现对康普顿散射本底的抑制。由于模拟电路复杂度高,调试不易,温度稳定性差,灵活性不足,长期稳定性与性能都有局限性。本文研制了数字式反康普顿高纯锗γ谱仪:将高纯锗主探测器、环形符合探测器及塞子符合探测器测量得到的每个射线事例信息(到达时间、能量、探测器ID等)以数据包流方式发送到计算机端(时间戳列表模式既list-mode),上位机端根据预设的配置参数对不同探测器的事例数据包进行组合处理实现符合\反符合等处理,并自动绘制出符合分辨曲线,从而确定最优符合分辨窗口τ值,实时得到原始高纯锗能谱、反康后高纯锗能谱、反符合能谱、符合分辨曲线等。系统采用了200 MHz同步时钟为每个事例数据包打上时间戳,保证有5 ns的时间同步精度,可满足高纯锗γ谱仪的反康普顿要求。采用了对称零面积梯形成形方式替代传统梯形成形在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片内部实现了快、慢成形双通道,实现优异的低频噪声抑制与基线估计效果。针对大体积高纯锗探测器开发了上升时间、多点能量沉积修正等算法,可有效提高系统能量分辨率。采用SQLite快速数据库存储所有探测器的事例数据包,可实现一次测量、多次重复使用的效果,避免了参数调整带来的重复测量时间浪费,体现了list-mode数字化测量设计的优势。经测试,本系统的康普顿减弱因子(康普顿边处)达9.8,反康后峰康比可达1 158:1,60Co的1 332.5 keV全能峰能量半高宽为1.70 keV(60%相对探测效率),反康前系统积分本底为1.674 s-1,反康后积分本底降为0.483 s-1,针对137Cs的最小可探测活度(MinimumDetectable Activity,MDA)反康前为20.5 mBq,反康后降低至11.3 mBq。     

高通量堆16N在线监测仪MC模拟研究

本文提出一种基于NaI(Tl)探测器与BGO探测器进行反符合测量~(16)Nγ散射能谱,以实现对高通量工程试验堆一次水~(16)N比活度在线监测的方案。采用MCNP5程序与GEANT4工具包对~(16)N监测仪测量装置的屏蔽体、过滤器与BGO晶体尺寸优化及~(16)N散射谱测量进行蒙特卡罗模拟,并选择实验测量~(137)Csγ源散射谱进行对比验证。模拟分析表明:在选择合适厚度的铅屏蔽体、锡过滤器以及BGO厚度下可以提高~(16)Nγ谱峰康比。     

高能量γ射线源

文章介绍了用Am-Be中子源得到5-10MeV能区单能γ射线,以及在反应堆上得到高能单色低本底γ射线的方法。它们可以用来刻度γ探测器如Ge(Li),HPGe,NaI(Tl)和BGO等的能量线性,能量分辨和相对效率。     

NaI(Tl)航测谱仪对~(137)Cs模拟面源的刻度

根据数值积分原理,用有限个 Cs 点源模拟了两个有限大(半 137径为 15 m)和一个无限大 Cs 均匀面源,对一台安装在运五飞机 137内的 NaI(Tl)航测谱仪进行了地面刻度。对两个有限大 Cs 模拟均 137匀面源,NaI(Tl)航测谱仪的刻度因子平均值为 2.98×10- m2 ;2对无限大 Cs 均匀面源,其值为 3.77×10- m2,估计其不确定度 137 2小于 20%。用角响应函数方法,计算了实验条件下的刻度因子,结果与实验值在 10%范围内符合。     

低本底反康普顿HPGe γ谱仪的调试

本文报道的低本底反康普顿ＨＰＧｅγ谱仪．ＨＰＧｅ探测器对￣（６０）Ｃｏ的１３３２ｋｅｖγ射线的相对探测效率为３８．３％．能量分辨率为１．７７ｋｅＶ。在阱型反符合屏蔽下．对放在探测器端面的￣（１３７）Ｃｓ点状薄膜源的峰康比可达６８５．８：１；测量时间１００ｍｉｎ．置信度９５％时．￣（１３７）Ｃｓ点源的最小判断限为１．１２ｘ１Ｏ￣（－４）Ｂｑ。在物质屏蔽和阶型反符合屏蔽下，在５０～２１５２．８ｋｅＶ能区的积分本底为０．３４３ｓ￣（－１）。与无反符合屏蔽时相比，压缩系数大于４．５．对￣（１５２）Ｅｕ体源，谱仪积分非线性为０．０２７％。     

FJ422型BGO反康普顿屏蔽探测器

本文介绍了FJ422型BGO反康普顿屏蔽探测器的主要性能,它与ORTEC的高纯锗探测器相配合,在无物质屏蔽的条件下,对~(60)Coγ源在50—1100keV范围内的康普顿减弱系数为4—5.5,与同样效果的NaI(T1)屏蔽探测器相比较,其体积减小了80％。