NaI(Tl)探测器对23.8MeV γ射线的效率刻度方法

低能D(d,γ)~4He辐射俘获反应截面的研究在聚变领域和天体物理等领域中起到非常重要的作用。由于受到标准γ源能量的制约,在研究D(d,γ)~4He反应产生的23.8 MeV高能γ射线产额实验过程中不能用标准源进行效率刻度。采用实验测量与计算相结合的方法实现NaI(Tl)探测器对23.8 MeVγ射线的效率刻度是比较成熟可靠的。针对高能γ射线的产额低、本底大的情况,实验采用一个大型NaI(Tl)反康谱仪进行测量,以提高探测效率。NaI(Tl)探测器的效率,独特地采用了包括全能峰、单逃逸峰和双逃逸峰在内的效率来计算,经MCNP-4C程序模拟计算,结合实验测量的19F(p,αγ)~(16)O反应产生的6.13 MeVγ射线探测效率推算出该NaI(Tl)探测器在23.8 MeV的效率为(2.23±0.34)‰。该方法对研究高能γ射线效率刻度具有重要的参考价值。     

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.     

D-T中子活化实验中89Rb半衰期的实验测量研究

加速器中子活化实验是核专业本科实验教学中的重要实验之一.本文在利用14 MeV快中子辐照238U诱发裂变截面实验过程中引导学生挖掘实验数据,测量了裂变核素(89Rb)的重要核参数—半衰期.本工作运用低本底HPGe-γ谱仪测定裂变产物的一系列γ射线能谱,解谱得到89Rb的特征γ峰计数,从而确定89Rb的半衰期.数据分析中应用89Rb核素两条γ射线分别独立得到89 Rb的半衰期为15.30±0.09 min和15.25±0.07 min.测量结果在与文献数据符合较好的基础上,提高了测量精度.     

基于核物理虚拟仿真实验平台的γ能谱测量

利用核物理虚拟仿真实验平台,开展了γ能谱测量实验,标定了γ谱的能量刻度.实验测量了~(137)Cs和~(60)Co的背散射峰能量,实现了对未知射线能谱的测定,验证了能量与峰位道址的线性关系.基于虚拟仿真实验平台的核物理实验,灵活多变,操作性强,学生可自主设计实验.     

透射式柱面弯晶谱仪的单滤片能量刻度方法

根据布拉格衍射定律和晶层模型,推导了透射式柱面弯晶谱仪的三维衍射光路的理论公式,并利用该理论研究了谱仪测量光谱的能量刻度问题。在考虑了实验中谱仪与光源的准直度和记录介质放置姿态带来的误差后,发现利用多种滤片的K吸收边进行公式拟合得到弯晶谱仪能量刻度曲线的方法对低能X射线谱线的误差较大,进而提出了用单滤片通过理论公式模拟计算进行谱仪能量刻度的方法。通过对透射式柱面弯晶谱仪测量到的Ag靶X光机的实验光谱进行能量刻度,实现了用单滤片在线定标弯晶谱仪,验证了理论公式和能量刻度方法的正确性。     

Hall-A上小角度GDH实验中量能器的刻度修正

在JLab的A大厅上的小角度GDH实验中, 采用了Fumili拟合方法对位于高分辨谱仪上的量能器进行刻度. 因为实验过程中硬件条件的变化以及大量的运动学数据的存在, 对该实验数据分批进行了刻度. 刻度结果表明, 此刻度修正是合适的. 在散射电子动量为1GeV的时候, 量能器对该粒子的分辨率为0.06GeV.     

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     

高纯锗探测器探测效率修正法的研究

探测效率是高纯锗探测器的一个重要指标，实际工作中面对的测试对象经常是一些不规则的辐射体，使得用标准源刻度探测效率难以实现，为此通过理论方法研究刻度体源探测效率有着重要意义。但是理论模拟面对着模型刻画准确性的问题，为此，该项研究针对实验室的两台便携式高纯锗γ谱仪开展了理论计算的验证工作，通过两种方法作为验证基准，即：实验和基准程序计算。针对计算产生的偏差，探索了影响效率差异的各种因素，推导了修正公式，并对修正公式的有效性和适应性进行验证。修正后的理论结果与基准的比较见图1和图2。     

用单能γ射线源校刻β塑料闪烁体能谱仪

本文介绍了一种简单、方便而又能精确刻度β塑料闪烁体能谱仪的实用方法.实验使用了₂₂Na、₁₃₇Cs、₅₄Mn和₂₀₇Bi等4个γ标准源对β塑料闪烁体能谱仪进行了精确的能量刻度,选取了β能谱仪对单能γ射线响应的康普顿能谱后缘的半高点作为能量参照点.并根据此结果分析处理了₉₀Sr-₉₀Y源的β能谱,其端点能量为2.298±0.90MeV.     

~(56)Fe(n,p)~(56)Mn反应截面测量

在E_n=12—18MeV,用活化法测量了~(56)Fe(n,p)~(56)Mn反应截面,在E_n=14.61±0.20MeV处做了绝对测量,结果为108.0±2.7毫巴.中子通量用伴随粒子法测定,并与反冲质子望远镜相比较,两种方法在1—2%的误差范围内一致.~(56)Mn的γ放射性用φ10×7.6厘米的NaI(Tl)闪烁谱仪测量,谱仪探测效率用4πβ-γ符合法标定的~(56)Mn标准源刻度.测量结果与现有数据进行了比较.     

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     

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,…     

北京谱仪μ计数器的宇宙线数据分析

通过分析北京谱仪μ计数器的宇宙线实验数据,确定了μ计数器阵列的整体信号-噪声阈,单丝层探测效率,粒子探测效率,z向和γ-φ平面上的定位精度;并将实验数据与蒙特卡洛模拟计算作了比较,两者的一致性令人满意     

北京谱仪μ计数器的宇宙线数据分析

通过分析北京谱仪μ计数器的宇宙线实验数据,确定了μ计数器阵列的整体信号-噪声阈,单丝层探测效率,粒子探测效率,z向和γ-φ平面上的定位精度;并将实验数据与蒙特卡洛模拟计算作了比较,两者的一致性令人满意.     

被动法高浓铀年龄测量技术研究

利用HPGe-γ谱仪测量了多个年龄段的HEU样品, 获得了样品中N(214Bi)/N(234U)的值, 从而计算得到了HEU的年龄,其测量结果与参考值吻合较好。最后结合实验结果,系统分析了其它可能用于测量高浓铀年龄的方法,并对各种方法的可行性进行了分析。 结果表明, 214Bi/234U比值法是最佳的选择。N(231Pa)/N(235U)法中对γ谱如何解谱还需作进一步研究。 The HEU sample was measured by HPGe- γ spectrometry. By analyzing the detected γ spectrum, the N(214Bi)/N(234U) of the HEU sample was acquired, and the age of HEU samples was determined, which was coincided with the reference value. At last, the other potential methods of determining the age of HEU were analyzed systematically. N(214Bi)/N(234U) is more feasible,and algorithm of spectrum decomposition in N(231Pa)/N(235U) should be studied further.     

聚变中子能谱测量系统脉冲中子灵敏度的实验研究

为多种复杂环境下的稳态和脉冲DT聚变中子能谱测量建立了一种灵敏度优化反冲质子磁谱仪. 使用成像板和同位素α源测量了谱仪的反冲质子能量-位置投影关系. 利用稳态加速器中子源平台、通过单粒子计数方法结合三维带电粒子输运程序模拟,研究了谱仪脉冲中子灵敏度能量响应. 通过高探测效率参数设置使谱仪对DT中子的探测效率达到2×10^-5 cm²水平,从而在较弱中子源上获得了较高统计精度实验数据. 程序模拟结果与谱仪α粒子刻度和DT中子标定实验结果取得了良好的一致性,可由此发展精细解谱技术,以提高脉冲中子能谱测量的灵敏度和能量分辨. 关键词： 聚变中子能谱 磁反冲质子 脉冲中子灵敏度 粒子输运     

罐装钚材料同位素丰度和年龄的测量

用被动探测的方法，在尽量短的时间内，准确探测密封在容器罐中的钚材料的特征属性，譬如同位素丰度、钚材料的年龄等，是核材料控制的一个重要技术手段。用高分辨γ谱仪在钚材料密封容器罐外一定距离处进行一定时间的测量，可以获得高分辨的γ射线能谱，如何从这些能谱中求解出钚材料同位素丰度和年龄是主要的研究内容。相对效率法利用测量对象的能谱信息作自身效率刻度，而不需要使用标准源来进行探测效率的刻度；在相对效率曲线上，绝对探测效率之比等于相对探测效率之比。因此，只要从能谱中求解出任意两个核素不同能量的特征峰峰面积，就可以求出这两种核素的核子比。     

激光聚变靶中氘氚燃料的测量

用Si(Li)-S85低能X-射线谱仪系统测量简单爆推靶中氘氚燃料的含量。用内充气正比计数装置刻度了此谱仪系统的探测效率。其效率与玻璃球成份和壁厚有关。本系统的效率为10~5量级。根据氚含量及燃料的D/T比值,推算出靶内含氘量及氘氚燃料的总气压,并与气泡法测得的总气压进行了比较。最后对实验结果进行分析和讨论。     

北京谱仪上光子转换过程的重建与光子能量的精确测量

利用蒙特卡罗模拟方法, 研究了光子转换过程的重建, 并得到了依赖于光子能量的光子探测效率及其能量分辨的函数分布. 电子的能量损失校正与光子的能量标度均用北京谱仪的真实数据做了刻度.研究表明, 改进的晶体球(CB)函数能较好地描述由电子对重建出的光子能量分布. 在北京谱仪实验上,对于100—260MeV能量的光子, 由电子对转换方法测量的光子能量分辨可达到2.3—3.8MeV.     

大面积闪烁体探测器的中子探测效率刻度

介绍了一种利用同位素中子源(²⁴¹Am⁹Be)通过γn符合的中子飞行时间法对大面积探测器的中子探测效率进行刻度的方法,并用蒙特卡罗方法对该探测器的探测效率进行了模拟.实验与模拟结果基本一致.