可移动式高分辨率分段γ扫描现场测量装置的研制

描述了１台用于核设施、核材料现场测量的可移动式高分辨分段γ扫描装置。本装置用７５Ｓｅ和１６９Ｙｂ作为透射源测量样品对γ射线的透射率，采用近立体角三维自吸收校正模型计算样品自吸收校正系数ＣＦ（ＡＴ），较准确计算出样品对γ射线的自吸收校正量。本装置适合于准确测定中低密度非均匀核返料和核废物中核材料含量或裂变产物的含量，对２３５Ｕ硝酸铀酰均匀介质的盲样，测量结果与控制电位库仑测定的标准值之偏差小于１．４％。     

γ射线透射曲线的数值模拟研究

提出一种用蒙特卡罗方法计算γ射线穿过辐射防护材料时透射曲线的方法，用蒙特卡罗程序MCNP计算了典型γ射线源137^Cs和60^Co产生的γ射线穿过重金属铅时透射率随铅屏蔽厚度变化的透射曲线，并根据透射曲线得到γ射线被衰减不同倍数时所需铅屏蔽的厚度。将铅屏蔽厚度计算结果与已发表数据进行对比，当衰减倍数取2～10^6之间的值时，计算结果与已发表数据符合较好，为γ射线源的辐射防护设计工作提供参考。     

聚乙烯样品源γ自吸收校正的MC模拟

介绍了一种放射性样品检测的γ射线自吸收校正方法。对聚乙烯为介质的均匀体源样品进行了无损透射测量和发射测量实验,并使用MCNP程序对透射测量和发射测量过程进行模拟,由透射测量得到样品对多个能量γ射线的线衰减系数,拟合得到线衰减系数随能量变化的特征方程,从而获取发射γ射线在样品中的线衰减系数以及自吸收校正因子,结合发射γ射线的探测效率,计算得到校正后的样品活度。验证实验表明:样品校正活度相对误差均在6%以内。     

用γ射线透射幅度谱研究管道油垢厚度的响应

用γ射线透射幅度谱研究石油管道内油垢厚度响应的模拟实验装置由^137Cs γ射线的准直束与准直的NaI(T1)探测器组成。模拟装置使用了BHl224型多道谱仪，油垢样品来自新疆。实验结果表明：在响应的对数与油垢厚度间存在很好的线性关系；油垢的测量精度为0．19cm。     

样品均匀性对PGNAA技术元素分析影响的初步研究

采用蒙特卡罗模拟技术,从样品自吸收和中子场在样品中分布特性两个角度,对中子活化瞬发γ射线分析(Prompt Gamma-ray Neutron Activition Analysis,PGNAA)技术中γ射线能谱受样品均匀性的影响进行了初步研究。结果表明,因样品均匀性不同引起的样品自吸收及中子场分布的变化,对γ射线能谱有一定的影响。由于样品均匀性的变化,部分元素特征峰计数变化可达20%以上,从而在一定程度上影响了元素成分分析的准确度。     

单能窄束γ射线法检测U_3Si_2-Al燃料元件U_3Si_2均匀性

为进一步提高U3Si2-Al燃料元件U3Si2均匀性检测结果的可靠性,文章建立了一种检测U3Si2-Al燃料元件U3Si2均匀性的"单能窄束γ射线法"。该方法利用γ谱仪测量241Am的59.5 ke Vγ射线穿透燃料元件前后的透射强度,再根据物质的γ射线吸收公式和单次测量区域内U3Si2、Al总体积恒定的特性建立方程组,求解方程组得出U3Si2、Al各自的体积百分数进而得出分布均匀性。文章利用MCNP法和实测法对该检测方法进行了验证,结果表明:该方法具有工程可行性且实验检测相对精度达到3.99%。该方法为燃料元件燃料均匀性检测提供了一种新思路。     

体源样品γ自吸收修正因子的蒙卡方法研究

采用相对法测量环境辐射样品的γ能谱时,待测样品与标准样品对γ射线的自吸收程度差异会导致测量结果不准确,需对待测样品进行自吸收修正.本文通过点源试验方法得到HPGe探测器晶体的实际结构参数,在此基础上使用蒙特卡罗方法寻找体源自吸收率与同能量外置点源透射率间的函数关系.该方法综合考虑了体源基质成份和密度对自吸收修正因子的影...     

铀样品自吸收修正因子与样品质量的相关性

探讨了中子活化法检测燃料棒235U富集度均匀性过程中,不同丰度铀样品γ射线自吸收修正因子与样品质量之间的相关性。采用装于相同规格样品盒的不同丰度和质量的铀样品,将一块发射多个γ射线的标准点源(152Eu+137Cs)放置在准直器上,用HPGeγ谱仪测量样品不同能量γ射线的自吸收修正因子F。将自吸收修正因子F与样品质量m进行回归分析,得到F-m直线回归方程,用此方法得到的修正因子对中子活化分析测量模拟样品丰度时的活度进行修正,分析结果与质谱法分析结果之间的偏差小于1‰。     

~(60)Coγ射线辐照食品的工艺优化

为了提高60Coγ放射源的辐照加工能力及灭菌效果,同时保证辐照食品的质量,选择不同的堆码厚度和辐照箱结构为工艺参数,对不同密度的食品辐照吸收剂量及其不均匀度进行了测量和分析。结果表明:空间剂量场分布是以源板中心为对称点,上下对称分布,中心吸收剂量最高,距离中心越远吸收剂量越低,呈现不均匀状态;相同密度的产品堆码厚度越大,其不均匀度越高,堆码厚度对密度低的产品影响不明显;结合空场剂量分布点情况,不均匀度大于1.4时,主要矛盾转换成堆码厚度的影响,外侧和中心面的不均匀性占主要因素,此时要提高射线利用率,对于密度小于0.36 g/cm~3的产品是否减薄装载,要权衡最低剂量和装载量,对于大于0.36 g/cm~3的产品可以考虑用减薄代替平铺;对于密度为0.30 g/cm~3的产品,底部垫高5 cm的辐照箱辐照场的空间分布优于其底部打孔,并且辐照箱垫高、打孔与原辐照箱的γ射线利用率相比较分别提高了8.26%和8.30%。因此,可以考虑对装载量及辐照箱结构改造来降低食品最低吸收剂量,提高食品辐照过程中γ射线的能量利用率和辐照生产效率。     

X射线及低能γ光子在金属箔透射面的光致电子发射产额

采用改进的密立根光电流测量法,在透射方向测量了＾２４１Ａｍ放射源的Ｘ射线及低能γ光子在透过不同厚度的Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔａ及Ｗ箔时光致电子发射的产额。结果表明：光致电子发射产额在样品厚度范围内随箔厚的增加而减少;在高原子序数材料中将产生更多的光致电子发射。提出了“射程层贡献”模型,以该模型为基础建立的计算方法所得结果与实验值间相对误差平均约为１０％。     

γ能谱法分析土壤样品中几种人工放射性核素的活度

采用γ能谱法对一批放射性污染的环境土壤样品进行了定量分析.结果表明,不同磨样条件和样品放置方式对测量结果有一定影响,样品磨样过40目(0.42 mm)筛子一般可满足均匀性要求;但241Am核素在有些样品中的分布很不均匀,平行样品间的差异较大;241Am主要分布在表面5 cm的土层,而137Cs、152Eu在20～30 cm深的土层仍可探测到.从不同地点所取的土样中154Eu与152Eu活度比基本一致,约0.07.     

核电厂放射性固体废物桶外γ测量重要影响因素的探讨

本文针对我国运行核电厂常用的两种桶外γ活度测量系统(整体γ射线测量系统(IGS)和分段γ射线测量系统(SGS)),阐述了桶装放射性固体废物的活度和密度分布不均匀条件下对测量系统探测效率和不确定度的影响。现场试验及蒙特卡罗模拟计算表明,桶外γ活度测量系统基本满足电厂桶装废物γ核素活度测量要求,活度分布和密度分布导致的测量结果不确定度分别在17%和20%之内;同时应正确认识桶外γ测量方法在桶装固体废物测量中的地位及作用,针对存在的问题,提出应制定废物桶活度桶外测量方法的技术规范、保证设备的工作环境和加强人员培训。     

克拉玛依油田几种不同密度的原油对γ射线的衰减研究

用γ射线透射法研究了克拉玛依油田的几种不同密度的原油对γ射线的衰减．测量了管道内几种原油的厚度响应曲线。实验装置由^132Csγ源和NaI(TI)闪烁探测器组成。测量结果表明：原油厚度响应曲线的斜率与原油密度成很好的线性关系。     

管壁腐蚀对γ透射法测油垢厚度响应的影响

研究了利用γ射线透射幅度谱测量油垢时管壁腐蚀对响应的影响。模拟实验装置由^137Csγ射线的准直束、NaI(T1)探测器和BH1224多道谱仪组成。结果表明：对数响应与油垢厚度呈线性关系，测量油垢厚度准确度为1mm；对数响应与管壁腐蚀间也呈线性关系，测量管壁腐蚀准确度为0．1mm。     

中子场及γ射线自吸收在PGNAA测量中的影响研究

在中子活化瞬发γ射线分析(PGNAA)技术测量中,被测样品内部中子场分布及γ射线自吸收对测量结果有一定影响。针对一套水溶液样品中有害元素的检测装置,通过对两种效应统一考虑并进行了理论计算,建立了一套相应的理论修正模型,并将其应用于检测装置的蒙特卡罗模拟计算结果中。结果表明,经该理论模型修正后,样品中中子场分布及γ射线自吸收对分析结果所造成的影响得到了显著改善。     

双能量γ射线透射法煤炭灰分在线测量的实现

本文所述ZZ—89型γ射线煤炭灰分在线测量装置采用~(241)Am(60keV)和~(137)Cs(662keV)两种能量γ射线透射方案,能自动修正传送带上煤的厚度变化影响。不改变传送带运行情况,真正实现了在线测量。对固定对象的灰分测量值的均方差为0.24％wt。在采用重介浮选工艺的平顶山田庄选煤厂具体条件下,测得的灰分值与常规的化学灼烧测灰法所得结果之间差值的均方差小于0.5％wt。     

γ射线通过两类火成岩石材的衰减和散射

由于发射γ射线的同位素在工业、农业和医学上许多新的应用,研究γ射线与物质相互作用变得日趋重要。定量研究了两类火成岩石材料：安山岩和霏细岩对γ射线的屏蔽效果,分别对天然的（整块割制)和（碎粒经）人工压制的石材样品,采用能量在0．36－1．33MeV范围的γ射线,测量了样品的岩粒粗细（石英颗粒直径）（,石材厚度d(mm)和ρ诸因素对石材料吸收γ射线的线性衰减系数μ,质量衰减系数μ/ρ,以及边缘散射系数φs3个主要参数的影响。确定了在石材样品中射线的通量分布和半吸收层厚度X1／2。结果发现：石材的线性衰减系数μ对厚度d和γ射线能量E都有反比关系,而μ与样品密度ρ有正比关系;另一方面,石材样品的边缘散射系数φs却正比于d和E,φs反比于ρ.     

多能谱γ射线透射法能量选取原则研究

针对多能谱γ射线透射法能量选取方法相关研究不系统的问题，从吸收系数矩阵病态的角度详细分析了能量选取与γ射线透射法检测精度之间的关系，总结出了一种基于吸收系数矩阵条件数的多能谱γ射线透射法能量选取原则:通过判定被选能量对应吸收系数矩阵条件数确定能量参数，且工程建议吸收系数矩阵的条件数小于100。同时还以铀（U）/锆（Zr）混合物为基础对该原则进行了理论和实验分析验证，结果表明相同条件下被选能量参数对应相对吸收系数矩阵的条件数越小，实验测量精度越高；同时吸收系数矩阵条件数在100以下时，可以确保方法的测试相对精度优于5%。      

γ能谱法分析土壤样品中几种人工放射性核素的活度

采用γ能谱法对一批放射性污染的环境土壤样品进行了定量分析。结果表明，不同磨样条件和样品放置方式对测量结果有一定影响，样品磨样过40目(0．42mm)筛子一般可满足均匀性要求；但^241Am核素在有些样品中的分布很不均匀，平行样品间的差异较大；^241Am主要分布在表面5cm的土层，而^137Cs、^152Eu在20～30cm深的土层仍可探测到。从不同地点所取的土样中^154Eu与^152Eu活度比基本一致，约0．07。     

工业CT用X射线机射线强度分布研究

X射线机是工业CT中使用最广泛的X射线源,但因阳极效应以及自身结构的限制,其射线强度空间分布不均匀,系统的研究和测量其射线强度分布对于实际应用十分必要。利用Cs I(Tl)光电二极管探测器测量了射线强度在不同轴线上随角度的分布,给出了理论分析,并与蒙特卡罗法计算结果做了对比,提出了"展宽效应",解释了边界射线强度分布展宽的现象。比较了大、小焦点射线强度分布的情况,给出了其在阴极末端出现差异的原因。结合其在竖直方向的射线强度分布以及对称性,给出了X射线强度的二维分布。结果表明,在张角20°(10°+10°)的范围内,射线强度分布均匀(最大相对偏差4.59%),张角越大均匀性越差,在阴极端边界射线分布出现外延。