出壳γ射线特征能谱作为弹头指纹的可行性计算分析

通过对核弹头部件中核材料自发衰变γ射线输运过程的分析，根据不同类型的核弹头有不同的出壳γ射线能谱形状，研究泄漏γ射线特征能谱作为核弹头指纹的可行性，还通过对高能和低能γ射线穿透谱的比较，分析球壳的厚度。     

类型γ射线能谱指纹的识别机理

放射源的辐射指纹能起到标识和鉴别放射性物体的作用.在涉及核弹头不可逆销毁过程的深度核裁军核查中,核弹头的辐射指纹对标识和鉴别裁减下来的核弹头将起到关键作用.预先研究辐射指纹的有关技术,如识别机理的研究,将有助于深度核裁军的核弹头核查技术发展.以实验室放射源为研究对象,探索了类型γ射线能谱指纹的同一性识别机理.类型γ射线指纹识别机理的研究,就是要找出一种合适的方法,以较高的置信度,描述两个正在进行比较的γ射线指纹是否为同一放射源的指纹.采用了谱形比较法,并用谱相似度概念来描述两个指纹的相似程度.在谱形比较思想的指导下,编制了放射源类型指纹识别软件,并通过放射源同一性的识别实验验证了软件的有效性,同时研究了谱相似度随统计涨落和测量条件,如时间、源强和本底等因素的变化情况.研究结果表明:1)用相似度概念来描述两个指纹的相似程度,回答两个待比较的γ射线能谱是否代表同一类型放射源,是切实可行的;2)该识别机理只具备识别放射源类型的能力,而对同一类型、差异甚微的放射源个体还不能识别 关键词： γ射线能谱指纹 辐射指纹 识别机理 核查技术     

基于均值向量检验法的模板比较算法

模板比较算法是核弹头及其核部件模板识别技术的一项关键技术.文中介绍了一种基于均值向量检验法的高分辨γ能谱指纹模板比较算法,并用放射源对其进行了有效性检验.检验结果表明,该算法是有效的,能够准确识别不同强度、不同组成的辐射源.研究还就模板构型的设计提出了两条建议. 关键词： 模板比较算法 模板识别技术 能谱指纹 均值向量检验法     

基于钚特征γ谱的核弹头模板技术可行性研究

基于核弹头钚特征γ谱的模板测量技术是深度核裁军核查的重要技术手段之一。 以Monte Carlo数值模拟为手段, 计算假想核弹头γ射线的输运过程, 分析在可能的核查场景中, 通过构建基于特征γ谱子能区计数的相对测量的比对匹配算法, 分析并建立了由成分匹配和结构匹配组成的核弹头模板测量技术, 该方法较好地消除了绝对测量距离误差和时间误差的影响。The nuclear warhead detecting technology based on a template with γ spectrum of Plutonium is an important verification means in the deep irreversible nuclear disarmament. In order to obtain the γ ray spectra, γ ray transportation processing for the hypothesis nuclear warhead model has been simulated. In a possible nuclear disarmament verification case, the template matching algorithm based on the relative counts of the explored γ spectrum of Plutonium in sub energy region is built up, and the template technology of nuclear warhead composed of element matching and structure matching is established. This method could eliminate the effect of the error caused by the detecting distance and time.     

模板识别技术在核弹头及其核部件销毁过程中的应用场景和作用

模板识别技术是认证核弹头及其核部件的一项关键技术。模板识别技术是指利用真实核弹头及其核部件的测量数据建立相应的模板，然后利用这些模板，通过特定的比较算法，判断核查对象的类别。图1是模板识别技术在核弹头及其核部件销毁过程中的应用场景假设，虚线表示模板建立的流程，实线表示模板应用的流程。     

模拟核弹头核查中能谱遮盖技术的概念研究

建立了一套基于局域网的核弹头核查系统.系统的硬件组成为:一台网络服务器、两台个人计算机和一台便携式高纯锗γ谱仪.系统的软件(能谱遮盖软件)包括核查方软件、被核查方软件两个模块,它们都采用交互式人机对话,通过局域网进行通讯.核查中,探测器所采集的高分辨γ射线能谱需要经过被核查方软件的防泄密处理后,才能以遮盖能谱或文字显示方式发送给核查方终端.能谱遮盖的原则是,对核查方要求核查的能段,核查方软件必须提供真实、客观的显示;而对其他能段,可根据被核查方对“敏感信息”的认识,作适当的遮盖处理.文字显示方式则是直截了当地回答核查对象是“铀弹”、“钚弹”或“非核弹”.利用能谱遮盖软件对模拟核弹头进行了类型识别和能谱遮盖实验.实验结果表明,所建立的基于局域网的核弹头核查系统具有识别模拟核弹头类型和在核查中保护敏感信息泄漏的功能,特别值得指出的是,核查结果文字显示方式具有较好的防泄密功能,有助于提高核查可信度.实验同时也暴露了该系统的一些不足点,如系统组件过多,集成度不够;被核查方软件的人机交互对话和核查结果的能谱遮盖显示方式可能降低核查的可信度等等 关键词： 核弹头核查 γ射线能谱 能谱遮盖     

用于脉冲γ强度测量的φ60,1000μm PIN探测器

采用电阻率为10000—20000 Ω·cm的高阻单晶硅材料，研制成功灵敏区尺寸为φ60 mm，耗尽层厚度～1000　μm的大面积厚PIN半导体探测器.设计了该类探测器厚度测量专用的反冲质子测量系统，对探测器的时间响应、γ灵敏度、漏电流、γ/n分辨等物理参数进行了测量和分析，结果表明，这类探测器可满足低强度裂变n/γ混合场中脉冲γ强度测量的需要. 关键词： 大面积 电流型 半导体探测器     

用MC方法计算铅玻璃对核材料γ射线的屏蔽作用(已撤稿)

核材料辐射出的γ射线对人体有很强的辐射损伤, 实际工作中多用铅玻璃对其进行屏蔽。 以甲状腺为研究对象, 应用蒙特卡罗方法通用软件MCNP4B程序建立模型, 模拟计算了操作人员在操作核弹头时, 弹头中产生的γ射线透过各种厚度的铅玻璃时人体甲状腺吸收剂量率。 结果表明, 铅玻璃确有良好的降低γ射线吸收剂量率的作用。
The γ ray which is radiated from a nuclear material can cause serious radiation damage to human organs, so lead glass are often used as a shielding material. In this paper, thyroid was the subject investigated. A mathematical model was established by using the general software code MCNP4B. We have calculated a series of thyroid’s absorbed dose rate when the γ ray which was generated from the warhead penetrated the various depths of the lead glass via the model. The results indicate that lead glass work well as a protector against γ rays.     

核军控核查符合测量系统中去除γ射线新方法

为消除γ射线的影响,在阐述核军控核查技术中的符合测量方法原理的基础上,分析了γ射线对于符合测量系统性能的影响机理,提出了一种新的去除γ射线峰的方法——拒绝窗口法.通过实验验证,利用该方法可以显著降低γ射线峰对符合测量系统性能的影响,且对子射线的去除率达到了99％,大大改善了核武器识别系统的测量效果.     

基于微通道板的中子探测器γ射线灵敏度

研制了一种基于微通道板的超快脉冲中子探测器,对其γ射线灵敏度进行了理论和实验研究。建立了探测器的γ射线灵敏度理论计算模型,利用蒙特卡罗方法模拟计算了不同能量γ射线在不同厚度聚乙烯靶中产生的出射电子能谱和出射角度分布,并结合经验公式计算了单个电子在微通道板(MCP)孔道中产生的二次电子产额,最后得到了探测器的γ射线灵敏度,结果表明当聚乙烯靶厚度大于某一值时,γ射线灵敏度基本相同。利用西北核技术研究所的标准γ射线放射源对探测器的γ射线灵敏度进行了实验标定,实验结果与理论计算结果一致。     

用于脉冲n/γ混合场γ强度测量的ICI探测器

研制成功一种基于康普顿效应, 用于脉冲裂变n/γ混合场γ强度绝对测量的新型辐射探测器—ICI(绝缘体－导体－绝缘体)探测器. 除具有现有真空康普顿和介质康普顿探测器时间响应快、线性电流大、抗辐射干扰能力强等优点外,该探测器从结构上抑制了真空康普顿在快脉冲γ测量中的前后负冲信号, 并且工作时不需要高真空, 而γ灵敏度却与同尺寸介质康普顿探测器相当. 由于其探测灵敏介质厚度小于2mm, 因而在群脉冲辐射探测中, 不会显著影响后续和周围探测器的 测量环境, 是一种探测脉冲γ射线较理想的探测器.     

主动法探测炸药的实验

在核弹头核查中非核组件尤其是炸药难以探测。针对炸药的特点，开展了以下工作：(1)从理论上分析了主动法探测炸药的原理，并分析了在实际时影响测量结果的因素(屏蔽体的影响、自然本底的影响和反应截面)。(2)利用^252Cf中子源辐照模拟炸药半球(质量分别为10．4kg和15．8kg)，采用高纯锗γ探测器探测由中子与^1H，^12C，^16O，^14N核素发生俘获反应(n，γ)产生的γ射线。在实验中通过改变模拟炸药的质量、中子源与模拟炸药球心之间的距离和增减中子源和模拟炸药半球之间的慢化剂，进行了多种模型的实验研究。     

用于脉冲γ强度测量的Ф60,1000μmPIN探测器

采用电阻率为10000—20000Ω.cm的高阻单晶硅材料,研制成功灵敏区尺寸为60mm,耗尽层厚度~1000μm的大面积厚PIN半导体探测器.设计了该类探测器厚度测量专用的反冲质子测量系统,对探测器的时间响应、γ灵敏度、漏电流、γ/n分辨等物理参数进行了测量和分析,结果表明,这类探测器可满足低强度裂变n/γ混合场中脉冲γ强度测量的需要.     

光谱干涉及其在非透明样品厚度测量中的应用

针对金属带材等非透明样品厚度的高精度原位测量问题，本文基于光谱干涉绝对距离测量的基本原理，提出了一种结构紧凑、全光纤的非透明样品厚度非接触式差分测量方法.首先介绍了光谱干涉的基本原理及绝对距离测量的具体实现，然后设计、搭建了一套全光纤差分光谱干涉测量非透明样品厚度的原理验证光路，并开展了原理验证实验，实现了标准量块厚度的高精度测量，最后对该方法的测量误差进行了分析，分析结果表明，采用该方法可以达到亚微米级的厚度测量精度.     

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.     

基于透射谱的GaN薄膜厚度测量

通过对蓝宝石衬底异质外延GaN薄膜光学透射谱的分析，结合晶体薄膜的干涉效应原理并考虑折射率随光子波长变化的影响，从理论上推导出了实用的薄膜厚度计算方法. 实际应用表明，该方法是一种快速准确的GaN薄膜厚度测量方法. 关键词： GaN 透射谱 厚度测量     

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     

晶体管基区电阻γbb的测试

摘要：介绍了一种测试晶体管基区电阻γbb的方法，得出了晶体管电流放大系数β值不同γbb值不同的结论，并对γbe的计算公式进行了修正．     

一种激光外差多普勒玻璃厚度测量方法

提出了一种应用激光外差测量技术结合激光多普勒技术的玻璃厚度测量方法.论述了该方法的理论依据,并结合实际应用介绍了外围硬件电路的设计方法,运用Matlab软件结合FFT技术进行了数值仿真实验,结果表明该方法在测量1~10 mm的平板玻璃时,误差小于1%.     

具有统计增强效应的(CF2)n-PIN夹层探测阵列

采用灵敏区尺寸为φ60mm, 厚度1000μm的大面积电流型厚PIN半导体探测器+聚四氟乙烯片+PA101低噪声放大器, 构建了灵敏度为10^－11C.cm²,具有显著统计增强效应的夹层高灵敏PIN探测阵列. 采用Monte-Carlo数值模拟方法, 研究了该探测阵列的统计增强效应和对γ射线探测灵敏度. 该阵列在极低强度脉冲γ射线探测中具有明显的统计增强效应, 且能量响应平坦, 单个阵列探测范围可达7个量级, 其γ灵敏度比直径为φ20mm, 厚度为250μm的单个PIN探测器高4个量级并可进行直接标定, 是低强度裂变n/γ混合场脉冲γ射线波形面积测量较理想的探测器, 已在有关科学实验中获得成功应用.