基于高纯锗γ谱仪的环境放射性测量

随着我国核电事业发展,人们对环境中的放射性问题越来越关注.基于高纯锗γ谱仪的环境放射性测量实验,提供了有效的途径让学生将核物理知识与日常生活中大家关心的环境辐射问题联系起来.该实验充分利用高纯锗γ谱仪对环境中γ放射性具有很好的能量分辨的特性,通过对伽马能谱的测量结果分析得到地球环境中放射性来源.这套探测系统需要学生通过调试各项参数找到谱仪的最佳工作状态,该过程让学生掌握高纯锗γ谱仪的工作原理和特性,为以后核物理领域科研工作打下基础;另外,通过对~(152)Eu和环境γ谱的分析学生会初步了解复杂γ谱的谱学分析方法.     

对γ能谱测量中二次散射现象的探讨

Υ能量吸收谱(或简称Υ能谱)的测量目前已成为高师及综合性大学中近代物理实验课或核物理专业实验课的必修实验之一;而NaI(Tl)晶体的~(137)CsΥ能谱的形式也几乎得到公认.即该能谱应如图1所示.图中A     

γ能谱的计算机模拟

用蒙特卡罗方法模拟了核物理实验的γ能谱测量，结果表明，由于计算机模拟得到的能谱与真实测量的能谱具有安全相同的特征。     

强脉冲γ射线能谱测量仪研制

研制出了一种用于强脉冲γ射线能谱测量的能谱仪,在感应电压叠加器实验平台上,测量了阳极杆箍缩二极管产生的强脉冲γ射线能谱。选择适合强脉冲γ射线测量的Si-PIN探测器阵列和铅过滤片作为测量系统,通过在能谱仪的前部放置不同厚度的铅衰减片,测量了感应电压叠加器的强脉冲γ射线的强度。理论计算了不同能量的光子经过不同厚度的铅衰减片以后在探测器阵列上的能量沉积,得到了探测器的灵敏度曲线。利用探测器上的理论计算的电荷量和实验波形的对应关系,求解了该加速器的能谱。光子的最高能量约为1.44 MeV,平均能量为0.68 MeV,其中能量在0.4~0.8 MeV范围内的光子数最多,占74.3%。     

基于Boosted-Gold算法的γ能谱反演分析

为了利用低能量分辨率探测器γ能谱分析获取未知放射性核素的特征信息,提高γ能谱中重峰及弱峰分析的准确性和有效性,本文开展了基于Boosted-Gold算法的Na I(Tl)探测器γ能谱分析研究.采用MCNPX建立Na I(Tl)探测器模拟模型,获得了维度201×200的探测器响应矩阵.基于Boosted-Gold算法开发了γ能谱反演程序.实验测量了γ源22Na,133Ba和152Eu的探测器响应能谱,并以不同γ射线能量、不同能差(?E)、不同相对强度为条件构建了3组低分辨率模拟γ能谱,结合响应矩阵及反演程序对实测γ能谱和模拟γ能谱进行反演.以IAEA数据库核素标准特征信息对反演结果进行分析.结果表明:Boosted-Gold算法对实测γ能谱特征能量反演误差最大为2.17%(¹³³Ba源0.276Me V),反演强度与标准强度最大差为0.197(¹⁵²Eu源1.408Me V).对模拟γ能谱核素特征能量均可准确分析,反演强度与标准强度差值保持在0.01以内;当增强系数p≤14时,Boosted-Gold算法有利于γ放射性核素的定量分析,对于相对强...     

强脉冲γ射线能谱测量仪研制北大核心

研制出了一种用于强脉冲γ射线能谱测量的能谱仪,在感应电压叠加器实验平台上,测量了阳极杆箍缩二极管产生的强脉冲γ射线能谱。选择适合强脉冲γ射线测量的Si-PIN探测器阵列和铅过滤片作为测量系统,通过在能谱仪的前部放置不同厚度的铅衰减片,测量了感应电压叠加器的强脉冲γ射线的强度。理论计算了不同能量的光子经过不同厚度的铅衰减片以后在探测器阵列上的能量沉积,得到了探测器的灵敏度曲线。利用探测器上的理论计算的电荷量和实验波形的对应关系,求解了该加速器的能谱。光子的最高能量约为1.44 MeV,平均能量为0.68 MeV,其中能量在0.4-0.8 MeV范围内的光子数最多,占74.3%。     

10~(15)eV附近初级宇宙线能谱指数的测量

本文介绍一个通过测量高能宇宙线初级粒子在广延大气簇射中发射的切伦柯夫光脉冲来确定初级宇宙线能谱的方法和装置.给出了在能量范围2.9×10~(14)-4.0×10~(15)eV内,初级宇宙线积分能谱幂指数γ=1.80±0.11.     

虚实结合的核物理综合实验系统的设计与教学实践

为解决核物理教学实验安全难题,设计了虚实结合的核物理教学实验仪器.采用先进的虚拟放射源、可重构理念和技术,通过虚实结合开发了放射源模拟器、教学通用型的多功能数字多道和实验控制系统,可对放射源及探测分析系统仪器及参量进行灵活的重构配置,拓宽传统核物理实验教学的内容.利用该系统可开设放射性测量的统计规律、闪烁体探测器与γ射线吸收、康普顿散射等10余个实验项目,学生可以重构实验系统,研究射线(粒子)与物质相互作用的规律.     

能量为6×10~(14)～5×10~(16)eV的宇宙线能谱研究

1982年,作者在悉尼大学对能量为6×10~(14)～5×10~(16)eV的高能宇宙线的能谱进行了实验研究。实验采用了快速、高效率的电子仪器,并用电子计算机进行控制,实现了高度自动化,研究结果表明,初级宇宙线的积分能谱可表示为I=K·(E/(E_0))~(-γ),式中γ的数值在能量E为3×10~(15)eV附近由1.15±0.04改变为1.91±0.08。     

通过测量~(137)Cs的β衰变和内转换电子能谱研究其衰变特性

本研究用Si(Li)漂移探测器测量了~(137)Cs的β衰变能谱和内转电子能谱,对β衰变能谱进行了居里描绘和从内转电子能谱取得了内转换系数.得到β衰变的最大能量为(513.11±1.76)ke V,与参考值误差为0.17%;得到内转换系数K/L=5.712±0.217和M/L=0.264±0.018,与参考值的误差分别为0.92%和1.54%;并确定了~(137)Cs在β和γ衰变中的跃迁级次,给出了~(137)Cs及其衰变子核137Ba各能级的自旋和宇称,绘制出了~(137)Cs的衰变纲图.说明该实验方法是可靠的,可用于实验方面的教学和原子核结构的研究,并为其提供必要的实验数据.     

关于"γ能谱的计算机模拟”一文中出现反散射峰的质疑

编辑同志: 贵刊1998年第10期上刊登的"γ能谱的计算机模拟”一文[1]利用Monte-Carlo方法(简称M-C方法)模拟核物理实验中的闪烁γ能谱,无疑方法成熟,过程清楚,公式准确.但笔者就该文中的模拟计算结果出现的反散射峰作一分析和质疑.     

"核物理综合实验"虚拟仿真实验项目的建设

主要对"核物理综合实验"虚拟仿真实验项目的建设过程进行了总结和探讨。针对高校核物理实验教学活动中无法保存放射源造成课程内容缺失,东北大学物理实验教学中心开发了"核物理综合实验",该实验项目开创了VR开放式核物理虚拟仿真实验教学的新模式,优化和发展核物理综合实验教学,突出学生在实验教学活动中的主体性,培养学生的创新能力和科学素养,该教学模式正用于实验教学,并已经获评国家级虚拟仿真实验教学项目。     

大质量样品厚度对中子活化定量分析的影响和修正

滑石粉的主要化学成分是Mg3[Si_4010](OH)_2,通过检测面粉中~(24)Mg和~(28)Si原子核的含量,可以计算出面粉中滑石粉的含量.利用中子活化分析方法测量面粉中~(24)Mg和~(28)Si原子核的含量问题时,被测样品内部中子通量和能量随厚度的变化以及γ射线自吸收效应会对测量结果有较大的影响.利用MCNP5 (Monte Carlo N-particle transport code system 5)模拟了中子通量和能量与样品厚度变化的关系,并利用氦3正比计数管测量样品不同厚度处中子通量,结果显示MCNP5模拟结果与实验测量结果基本相符.通过MCNP5模拟和碘化钠探测器测量,研究了γ射线自吸收效应与样品厚度的关系,确定了6.6 cm的样品厚度为最佳实验条件,根据模拟结果给出了特征γ射线计数与样品厚度的关系式,并与实验进行对比,结果符合得较好.     

单板机256道闪烁γ谱仪

γ能谱的分析,在核医学、生物物理学以及核物理实验中有着广泛的用途.具有智能、造价低廉的多道脉冲幅度分析器,是进行γ能谱分析不可缺少的重要工具,有鉴于此,我们以TP—801单板机为主体,加上少量的外围设备组成一个256道脉冲幅度分析器,配合γ探头,就组成256道能谱获取和处理系统,即256道γ闪烁谱仪.该仪器应     

(12)~C+(64)~Ni反应中出射α粒子的机制和截面与入射能量的关系

实验研究了E_1=36.5 MeV至69.4 MeV八个入射能量下的~(12)C轰击~(64)Ni引起的核反应.使用△E-E半导体探测器,测量了反应中出射的α粒子的能谱和角分布.角分布随着入射能量的升高由擦边角成峰变成为前角成蜂,中间呈现过渡形态.入射能量较低时,截面随入射能量的升高而增加的速率较慢,能量较高时增加的速率较快.     

将Pixie-Net数字化仪用于核物理教学实验

随着核物理实验技术的不断发展,传统模拟电子学获取系统已经逐渐被数字化采集系统所取代.北大核物理与核技术教学实验室引进了多套桌面式、四通道的Pixie-Net数字化仪,并尝试用于教学实验.以NaI(Tl)探测器为例,本文详细介绍了Pixie-Net数字化仪相比于传统电子学的优势以及能量测量原理,并详细测试了各参数对NaI(Tl)探测器能量分辨率的影响. Pixie-Net数字化仪采用最佳参数时,得到的能量分辨率优于传统电子学在最佳参数时的结果.     

应用金-硅面垒型探测器测量中性粒子能谱

本文叙述了应用金-硅面垒型探测器在真空度为10~(-6)托和温度为-100℃左右的条件下,测量能量为20—100千电子伏中性粒子的能谱.介绍实验装置和方法.分析实验结果。     

γ射线放射法测量料位高度

利用核物理实验平台,完成了运用γ射线放射法测量料位高度实验,使用自来水当作物料模拟日常生产应用中料位计的使用过程.通过对实验得到的探测器高度与全能峰计数、峰总计数的关系曲线的各点斜率图的分析,实现了非接触测量液面高度.将该实验引入教学中,可打破学生谈核色变的错误想法,培养学生对近代物理实验的兴趣与探究能力.     

高能量γ射线刻度源装置

在核物理实验和γ剂量探测中,γ射线探测器,如 Ge(Li),HpGe,Nal(T1)和 BGO等都需要刻度能量线性和相对效率.在兆电子伏能区,在加速器上可以利用不同的核反应获得不同能量γ射线.但在没有加速器的地方则无法进行.我们利用一个～105中子/s的Am-Be中子源制成了高能量γ射线刻度源装置.实验装置见图1.这个装置简单、方便.对于没有加速器的地方尤为实用. 一个原子核俘获一个热中子后,由于中子结合能,复合核将处在较高的激发态,它在退激时放出特征的单色γ射线,其能量由激发态的能级决定.一般来说,俘获γ射线谱是多线结构的,但是在高能部分,…     

瞬态脉冲辐射特性物理诊断

本文简要综述了ＣＡＥＰ核物理与化学研究所长期进行的瞬态脉冲中子、γ、Ｘ辐射的时间、能谱、能量与时间联合谱及其相关特征量的物理诊断技术及发展水平。