利用γ-γ符合测量~(60)Co放射源活度

利用NaI(Tl)闪烁探测器测量了60 Co的γ能谱,根据测量的1.173 MeV和1.332 MeV射线的峰面积以及它们符合峰的峰面积,得到了放射源的活度,与实际的源活度偏差为(6.64±0.40)%.说明用此种办法可以测量放射源的活度.     

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.     

Ag~(110m)的衰变纲图

利用γ闪烁谱仪和γ—γ符合谱仪,我们对Ag~(110m)衰变的γ射线进行了研究;提出了一个修正的衰变纲图,认为Cd~(110)有656kev,1473kev,1540kev,2160kev,2219kev,2476kev和2924kev七个激发能级,包含有能量为448,620,656,679,705,741,764,817,884,936,1384,1473,1504和1560kev的14条γ射线。用符合方法,我们除了证实一般公认为有级联关系的γ射线之间有符合之外,还确定了1560kevγ射线在衰变图中的位置,证实了764kevγ射线应该放在1504kevγ射线的前面,并且指出,817kevγ射线是属于1473kev能级到656kev能级间的跃迁的。此外,还观察到1820kev和2268kev两个峰;经过用吸收方法分析,指出它们是由于低能量的γ射线“堆积”起来的迭加峰。     

Ag110m的衰变纲图

利用γ闪烁谱仪和γ—γ符合谱仪,我们对Ag^110m衰变的γ射线进行了研究;提出了一个修正的衰变纲图,认为Cd¹¹⁰有656kev,1473kev,1540kev,2160kev,2219kev,2476kev和2924kev七个激发能级,包含有能量为448,620,656,679,705,741,764,817,884,936,1384,1473,1504和1560kev的14条γ射线。用符合方法,我们除了证实一般公认为有级联关系的γ射线之间有符合之外,还确定了1560kevγ射线在衰变图中的位置,证实了764kevγ射线应该放在1504kevγ射线的前面,并且指出,817kevγ射线是属于1473kev能级到656kev能级间的跃迁的。此外,还观察到1820kev和2268kev两个峰;经过用吸收方法分析,指出它们是由于低能量的γ射线“堆积”起来的迭加峰。     

用平面Ge(Li)γ谱仪测量核燃料的燃耗

结合我们的经验,叙述用半导体γ谱仪测量燃耗的方法.准备了测量仪器,考验了它们的性能.用平面Ge(Li)γ能谱仪,测量了在热中子反应堆中照射八个月出现烧熔现象的铀棒的燃耗纵向分布.燃耗值是按 Cs137 662 kevγ,射线.Ce144134 kevγ射线和 Zr95 724 kevγ射线的强度测定的.在燃料元件出现空腔处,裂变产物存在着明显的迁移.     

α粒子散射对爆炸物检测时间分辨的影响

对爆炸物检测中伴随α粒子技术的时间谱进行了研究,建立了一套基于伴随α粒子技术的时间谱测量装置,分析了影响时间谱分辨的若干因素。采用60μm厚的铜箔设计了一个锥形准直筒对散射的α粒子进行屏蔽,以500 g尿素为样品测量了α-γ符合时间谱。结果表明,α粒子在靶室内壁的散射是影响时间谱分辨的重要因素,锥形准直筒抑制了与α散射相关中子产生的γ射线,提高了α-γ符合时间谱的分辨。在有无锥形准直筒的条件下,符合时间谱特征瞬发峰γ的半高宽分辨力分别为1.8 ns和6.4 ns。分辨力高的时间谱可用于获取爆炸物样品的特征瞬发γ能谱。     

伴随α粒子法瞬发γ测量技术

在D—T聚变反应中，中子与α粒子在空间与时间相关联，由中子作用产生的瞬发γ同样与α相关联，测量γ与α的符合时间谱，通过时间窗选出瞬发γ射线，该γ射线与中子对应的物质区域相联系，由此可以对不同空间区域的物质进行其特征γ谱测量。在不同有机物品检验过程中，通过获取C，N，O的特征瞬发γ射线，可由氮、氧比和碳、氧比峰强度比值来甄别它们。     

141Nd激发态的在束γ谱学研究

通过130Te(16O,5nγ)141Nd反应布居了141Nd的高自旋态能级. 对反应产生的在束γ射线进行了γ射线单谱和γ-γ符合测量. 建立了激发能达7614.5keV的141Nd能级纲图,新发现了12条γ射线和15个能级. 基于实验测量的γ跃迁各向异性,建议了141Nd部分能级的自旋值. 用一个h11/2价中子空穴与142Nd核芯晕态的耦合可以定性地解释141Nd的能级结构.     

143 Pm高自旋态研究

通过熔合蒸发反应128Te(19F,4nγ)布居了143Pm的高自旋态,利用在束γ谱学方法,对143Pm的高自旋态核结构进行了研究.测量了γ射线单谱和γ-γ符合谱,并进行了γ射线各向异性以及DCO比率分析,建立了激发能高达10535.4keV的能级纲图,其中包括新发现的32条γ射线和17个新能级.用弱耦合模型对143Pm的晕态能级结构进行了解释.     

钚部件属性γ射线综合测量原型系统

通过γ射线辐射探测、能谱分析和信息屏障等技术集成，建立了一套可用于核裁军核查的钚部件的钚存在、武器级钚和年龄属性的HAM-1型γ射线综合测量系统.在不泄漏核部件敏感设计信息的前提下，探测核部件是研制HAM-1型γ射线综合测量系统的基本出发点.根据信息屏障的设计要求，选用ARM微处理器作HAM-1的控制中心，自行研发了高分辨γ能谱的解谱分析技术和属性分析技术，编制了HAM-1型γ射线综合测量系统的应用软件，实现了能谱采集、数据分析、结果显示的自动化和核部件敏感设计信息的保护. 关键词： 钚部件 属性测量 信息屏障 γ射线综合测量系统     

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。     

符合模式下的γ射线各向异性度测量

介绍了符合模式下γ射线的各向异性度测量方法以及由此来指定γ射线跃迁多极性的原理.结合在具体物理实验中的探测器布局,讨论了影响此方法准确性的因素.通过提取已知跃迁多极性的γ射线的各向异性度系数,说明了各向异性度方法是可靠的.总结此方法与传统的角分布和DCO测量方法相比所具有的优越性.     

160Tb β-衰变纲图研究

对由160Tb的β-衰变而产生的γ射线利用GeLi和HpGe探测器进行了单谱和γ-γ符合谱的测量. 根据单谱和γ-γ符合谱的测量结果给出了160Tb的β-衰变纲图. 并用绝热对称转动模型对160Dy 中转动带与振动带的耦合参数Zγ值进行了计算,得出从振动带到转动带的γ跃迁几率B(E2)值之比不能通过唯一的Zγ值来描述.     

BC537探测器中γ射线的响应函数测量与蒙特卡罗模拟

为了将氘化液闪探测器(BC537)测量的反冲电子谱转换为γ射线能谱,利用标准γ点源对BC537探测器的响应进行了测量并运用基于蒙特卡罗方法的Geant4程序计算了BC537探测器探测γ射线的响应函数。讨论了探测器建模中有无铝壳和入射γ射线束流半径对探测效率和响应函数的影响。对比模拟和实验测量的反冲电子谱,两者符合较好。利用模拟的响应函数和实验测量标准γ源Cs-137和Co-60以及AmBe源在BC537探测器中的反冲电子谱,经迭代法解谱得到了对应的标准γ射线能谱,验证了模拟参数的合理性以及该响应函数的实用性。     

暗物质寻找实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验研究

一个正在建设的位于韩国Y2L地下实验室的低能暗物质探测实验中, 采用了CsI(Tl)晶体反符合探测器作为主动屏蔽体. 本工作对CsI(Tl)晶体反符合探测器的实验性能进行了研究. 通过FADC系统记录的脉冲波形数据, 研究了探测器的能量分辨率和波形甄别的能力; 研究相同能量γ射线入射到反符合探测器不同位置的相对光输出将有助于选择探测器的工作参数; 为了解晶体自身放射性对暗物质测量的影响, 利用低本底HPGe探测器对CsI(Tl)晶体内部的放射性进行了测量, 得到晶体内部Cs同位素的放射性活度. 探测器系统进行了约18d的试运行取数. 实验数据表明, CsI(Tl)晶体探测器的反符合效率约为31% HPGe探测器的本底计数率水平约为133cpd. 为了进行暗物质探测研究, 需要采取有效的方法进一步降低探测器的本底水平.     

元素分离样品中丰中子同位素弱γ活性探测

MPGeγ探测器的γ能量信号与4πΔEβ探测器的β射线能损信号符合后再与BGO探测的β+衰变的正电子湮灭511keV γ信号作反符合组成一种新的探测系统. 该系统可使γ谱测量的康普顿本底下降约一个数量级. 对缺中子同位素衰变γ射线的探测作强抑制的同时,丰中子同位素衰变γ射线的探测仍能保持相对单谱为(46±3)%的高效率. 使用该系统对已被合成的丰中子核素²⁰⁸Hg的半寿命进行了一次新的测定. 所得新的²⁰⁸Hg半寿命测定值41.5+min,与以往用放射化学母牛法给出的结果一致,测量误差有较大改进.     

131Ce和131Pr价核子对形状变化的影响

利用95MeV的¹⁹F束轰击¹¹⁶Sn靶,采用11台反康普顿BGO-HPGe探测器对蒸发剩余核退激发射的γ射线进行γ-γ符合测量.通过对多普勒展宽峰的形状分析测定了¹³¹Ce和¹³¹Pr高自旋态的寿命.根据寿命数据提取的跃迁四极矩显示,在带交叉区发生形状变化.通过与相邻偶-偶核芯¹³⁰Ce的比较表明,价中子对核芯形状变化的影响大于价质子的影响.     

射线探测用碲锌镉晶体及其器件研究

采用改进的布里奇曼(B ridgm an)方法进行锌组分为0.15碲锌镉(Cd0.85Zn0.15Te)晶体的生长。通过严格控制晶体生长过程中Cd的蒸气分压,使得所生长的碲锌镉晶体在结晶质量方面达到了较好的水平。对其性能进行测试,红外透射比T>60%、沉积相密度<1×104/cm2、位错腐蚀坑密度DEPD<6×104/cm2、X射线衍射双晶回摆曲线半峰全宽FWHM<20 arcsec、电阻率ρ>1010Ω.cm。利用所生长的晶体初步制作了平面型单元碲锌镉射线探测器,所用晶体的尺寸为5 mm×5 mm×2.5 mm,制成的探测器在室温下对125I和241Am放射源进行了探测测量。对125I放射源,探测出了强度为74.5%的27.5 keV的γ射线特征峰,不能仔细分辨出强度为39.8%的27.2 keV的γ射线特征结构;对241Am放射源,探测出了59.5 keV的γ射线特征峰,分辨率优于6 keV,半峰全宽FWHM<10%,同时还能检测出Te、Cd的X射线逃逸的混合峰以及241Am低能Te-K系、Np-L系的两个X射线特征峰。     

暗物质寻找实验中CsI（T1）晶体反符合探测器实验研究

一个正在建设的位于韩国Y2L地下实验室的低能暗物质探测实验中,采用了CsI（T1）晶体反符合探测器作为主动屏蔽体.本工作对CsI（T1）晶体反符合探测器的实验性能进行了研究.通过FADC系统记录的脉冲波形数据,研究了探测器的能量分辨率和波形甄别的能力;研究相同能量γ射线入射到反符合探测器不同位置的相对光输出将有助于选择探测器的工作参数;为了解晶体自身放射性对暗物质测量的影响,利用低本底HPGe探测器对CsI（T1）晶体内部的放射性进行了测量,得到晶体内部Cs同位素的放射性活度.探测器系统进行了约18d的试运行取数.实验数据表明,CsI（T1）晶体探测器的反符合效率约为31%,HPGe探测器的本底计数率水平约为133cpd.为了进行暗物质探测研究,需要采取有效的方法进一步降低探测器的本底水平.     

基于信息理论的γ能谱辨识新方法

提出了一种基于相对熵的放射源γ能谱识别方法。首先,利用主成分分析(PCA)算法压缩数据,构造γ射线能谱的特征空间。然后,采用随机化技术(RT)来使特征空间中γ射线能谱的特征值归一化,这样,γ射线能谱的特征空间可以看作是概率空间。最后,定义两个概率空间的相对熵来测量两个γ射线能谱的相对差异。大量实验表明,所提方法能够更加有效地辨识γ射线能谱, 不仅计算量小,而且对诸如统计浮动、谱峰偏移、底噪等因素具有很高的鲁棒性。