基于虚拟刻度原理对放射性体源效率刻度方法的发展

采用蒙特卡罗模拟计算的方法,标定能够适用于不同HPGe探测器上的体源虚拟点源位置,需要对点源、体源的探测效率进行模拟计算。通过²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co点源和体源研究了HPGe晶体尺寸、类型对它们的虚拟点源位置的影响,模拟结果表明²⁴¹Am虚拟点源位置随着探测器尺寸、类型的不同呈现明显的差异性,说明虚拟刻度原理对于探测器表面的小体积样品测量在低能区间是不可取的,最后采用¹³⁷Cs、⁶⁰Co源得出体源高度与虚拟点源位置的半经验公式。通过实验室两台HPGe探测系统对尺寸Φ70 mm×65 mm标准土壤体源的探测效率进行计算,与模拟探测效率值、虚拟点源效率表征结果对比分析,验证了拟合一组表征虚拟点源位置的半经验公式是可行的。实验结果表明,对γ能量区间在300～2 000 keV进行体源的虚拟刻度时,选择可靠的定标源即可建立体源和虚拟点源位置的关系。这为解决监测工作中样品与探测器之间重复进行探测效率校准的问题提供了新的途径。     

~(133)Ba面源效率转移法刻度~(133)Xe气体源HPGe探测效率

提出使用面源进行效率转移法刻度133 Xe气体体源的探测效率。使用133 Ba面源模拟刻度放射性133 Xe气体体源的探测效率,在刻度的过程中利用137 Cs与133Ba的峰效率比值及133 Ba面源远端无符合相加效应,137 Cs能峰远近都无符合相加效应等,结合软件模拟建立远近距离峰效率比值的关系,来解决133 Ba的符合相加效应。最后,使用面源效率转移法进行气体体源效率刻度,转移法刻度结果和面源模拟法刻度计算值的偏差在±1%以内。     

基于虚拟点探测器的虚拟点源效率刻度技术

主要针对尺寸为ϕ75 mm×25 mm的²⁴¹Am标准体源HPGe探测器探测效率展开研究,通过LabSOCS软件模拟及蒙卡计算研究发现,使用同一种结构类型的探测器测量特定形状的体源,其虚拟点探测器位置与虚拟点源位置满足线性、二次函数、指数等关系。针对确定的探测器,通过点源在对称轴线上不同高度位置实验就可以标定出虚拟点探测器位置,再结合它们的线性函数进一步计算出虚拟点源位置,最后将点源放置于虚拟点位置刻度即可得到体源的探测效率。因此,该技术方法首次提出通过虚拟点探测器位置找到了虚拟点源的位置,是一种全新的刻度方法,已达到实际应用的程度,可以大面积推广应用该技术成果。     

133Ba面源效率转移法刻度133Xe气体源HPGe探测效率

提出使用面源进行效率转移法刻度133Xe气体体源的探测效率。使用133Ba面源模拟刻度放射性133Xe气体体源的探测效率,在刻度的过程中利用137Cs与133Ba的峰效率比值及133Ba面源远端无符合相加效应,137Cs能峰远近都无符合相加效应等,结合软件模拟建立远近距离峰效率比值的关系,来解决133Ba的符合相加效应。最后,使用面源效率转移法进行气体体源效率刻度,转移法刻度结果和面源模拟法刻度计算值的偏差在1％以内。     

积分中值定理在放射性氙样品γ谱效率刻度技术中的应用

在实验室HPGe探测器测量分析氙气样品过程中需要用到相对方法进行分析, 然而由于放射性氙同位素半衰期较短, 制作相应的标准气体比较难, 给谱仪系统刻度带来困难.针对该问题, 提出使用混合面源模拟刻度四种氙同位素气体源的效率, 并提出将积分中值定理应用到面源刻度实验过程, 大大简化了中间流程, 提高了测量的准确性.利用氙分离纯化系统在高氡环境下采集样品, 获得了天然放射性¹³³Xe气体γ谱, 通过计算得到其活度浓度. 积分中值位置处的混合面源刻度结果和气体源刻度结果一致, 说明本文提出的面源刻度技术及积分中值定理的思想在HPGe 探测器效率刻度测量分析中是有效可行的. 关键词： 面源 无源效率刻度软件 效率刻度     

基于蒙特卡罗的HPGe伽马谱仪无源效率刻度方法

采用MCNP5模拟与数学计算相结合,并利用探测器晶体几何的轴对称性,建立一种HPGe探测器的无源效率刻度方法。基于此方法的计算程序在使用过程中完全脱离MCNP5,运算时间为1~60 s,可实现点源和同轴圆柱体源的效率刻度,能量范围为50 keV~3 MeV。程序计算结果与实验数据以及MCNP5直接模拟结果比较,误差分别不超过12%和7%,证明方法可行。     

基于蒙特卡罗的HPGe伽马谱仪无源效率刻度方法

采用MCNP5模拟与数学计算相结合,并利用探测器晶体几何的轴对称性,建立一种HPGe探测器的无源效率刻度方法。基于此方法的计算程序在使用过程中完全脱离MCNP5,运算时间为1~60 s,可实现点源和同轴圆柱体源的效率刻度,能量范围为50 keV~3 MeV。程序计算结果与实验数据以及MCNP5直接模拟结果比较,误差分别不超过12%和7%,证明方法可行。     

放射源探测效率的动态刻度方法

利用133Ba面源和137Cs点源匀速下降,成功刻度了133Xe气体体源的探测效率和137Cs线源的探测效率;利用133Ba面源和137Cs点源非匀速下降,成功刻度了非均匀分布的133Xe气体体源的探测效率和137Cs线源的探测效率。结果表明：匀速下降情况下,尺寸为f46.8 mm20 mm和f63.5 mm20 mm放射性133Xe气体体源的探测效率分别为0.155 和0.143,标准不确定度为8.4%(包含因子k=2 )。非均匀分布的体源效率和均匀分布的体源效率两者偏差在14%,线源的偏差在23%,可见由非均匀性引起的误差必须进行校正。     

基于虚拟源技术的双层固体结构超声成像

本文提出虚拟源与合成孔径技术相结合的成像方法来实现对双层结构的内部缺陷成像。通过相控阵探头延时聚焦的方法在界面形成虚拟声源,并对有机玻璃/钢双层结构中的聚焦声场进行了仿真,结果显示聚焦声束穿过界面后形成扩散球面波,适合采用合成孔径聚焦技术成像。实验中采用128阵元探头对含有横穿孔缺陷的有机玻璃/钢样品进行测量和波形采集,应用自适应滤波方法抑制界面回波,最后对波形使用合成孔径聚焦成像,得到的图像比B扫描成像具有较高的信噪比和横向分辨率,并且分辨率不随深度变化。     

基于蒙卡模拟的分段γ扫描无源效率刻度方法

针对200 L核废物桶分段γ扫描（SGS）过程中的效率刻度问题,提出了一种效率刻度函数模型,采用MCNP程序计算不同基质密度和γ射线能量条件下的离散断层效率,经过多元非线性回归获取函数参数,从而建立效率刻度函数,实现核废物桶SGS断层效率刻度。对核废物桶样品进行实验分析,结果表明：对于桶内基质分别为密度0.310 g·cm⁻³的硅酸铝、密度0.595 g·cm⁻³的木质纤维,桶内核素分别为活度3.110×10⁵ Bq的点源¹³⁷Cs、活度1.371×10⁵ Bq的点源⁶⁰Co,在桶内仅有单个点源存在的核素分布极端不均匀情况下,桶内核素活度重建误差在−37.68%～31.52%范围内。本文的方法能够准确有效实现核废物桶SGS断层效率矩阵计算,并确定核废物桶内放射性核素活度,满足实际检测要求。     

点源透过率测试系统精度标定与分析

点源透过率(PST)测试系统是评价光学系统杂光抑制水平高低的关键设备, 其系统精度的标定是研制难点, 针对此设计了一套用于点源透过率杂散光测试系统精度标定的校准镜头. 利用Tracepro建模分析了校准镜头在不同离轴角下的PST值, 并用此系统对校准镜头不同离轴角下的PST值进行了实测, 与其理论分析值进行比对完成设备精度的标定, 同时通过实测数据分析了测试误差, 给出了系统测试精度和测试极限水平. 结果表明, 在双柱罐内洁净度为ISO 7级的环境水平下, 系统的可见光PST测试极限水平为10^-8, 测试精度对数值优于0.5, 测量重复性为7.9%, 根据对探测系统探测能力的评估, 系统的PST极限测试水平为10^-10.     

Simulation study of a magnetocardiogram based on a virtual heart model: effect of a cardiac equivalent source and a volume conductor

In this paper,we present a magnetocardiogram(MCG) simulation study using the boundary element method(BEM) and based on the virtual heart model and the realistic human volume conductor model.The different contributions of cardiac equivalent source models and volume conductor models to the MCG are deeply and comprehensively investigated.The single dipole source model,the multiple dipoles source model and the equivalent double layer(EDL) source model are analysed and compared with the cardiac equivalent source models.Meanwhile,the effect of the volume conductor model on the MCG combined with these cardiac equivalent sources is investigated.The simulation results demonstrate that the cardiac electrophysiological information will be partly missed when only the single dipole source is taken,while the EDL source is a good option for MCG simulation and the effect of the volume conductor is smallest for the EDL source.Therefore,the EDL source is suitable for the study of MCG forward and inverse problems,and more attention should be paid to it in future MCG studies.     

氢气放电源和X光机X射线源打靶谱的研究

用氢气放电源打靶的方法,测到了系列的谱线.为了鉴别这些谱线,进行了X光机X射线源打靶实验和两种源打靶的对比实验.实验结果表明:在X光机X射线源打靶谱中,除靶材料的特征X射线和两条源谱线外,还存在两种谱线:一种是能量变化的谱线,根据不同衍射角θ和测量角φ的实验结果,及打多晶体靶和非晶体靶的实验事实,表明这种能量变化的谱线是衍射线;另一种是能量恒定不变的谱线.氢气放电源和X光机X射线源打靶谱的对比实验结果表明:两种源打靶谱自洽.这说明和X光机X射线源打靶谱一样,氢气放电源打靶谱中那些能量变化的谱线是衍射线.但     

Generalized phase shifting interferometry based on Lissajous calibration technology

The feasibility and limitation of directly using the Lissajous figure and ellipse fitting technology to correct the phase extraction error in generalized data reduction algorithm (GDRA) for phase extraction of randomly phase-shifted interferograms are analyzed and discussed. By combining Lissajous calibration technology, which represents the transformative process of Lissajous ellipse to circle (ETC), with advanced iterative algorithm (AIA) we propose a novel generalized phase shifting algorithm (GPSA), and here it is abbreviated as ETCI method. The phase distribution and phase shifts that extracted from randomly phase shifted interferograms by use of ETCI are more accurate and the whole process is far faster than AIA. Additionally, proposed method is less sensitive to non-uniform background intensity and modulation amplitude. Numerical simulations are conducted to evaluate the performance of ETCI, and some influential factors are elaborated. The experimental results further indicate proposed method is suitable for truly random phase shifted interferograms.     

用空心阴极光源标定极紫外-软X射线单色仪

为了使单色仪在极紫外-软X射线波段准确地进行波长扫描,需要对单色仪进行波长标定。单色仪的所有组件都放置在罗兰圆的圆周上,改变出射狭缝在罗兰圆上的位置,在单色仪的出射狭缝处就可以得到相应波长的单色光。通过测量标准He空心阴极光源的发射光谱,对Mcpherson247单色仪进行波长标定,并对实验结果进行了分析,得出在1~100nm波段内单色仪标定精度为±0.017nm~±0.097nm。