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。     

用多个能量探测方法校正层析γ扫描透射图像重建中射线线衰减系数

对采用多个能量探测方法来校正层析γ扫描透射图像重建中射线线衰减系数进行了初步探讨.应用蒙特卡洛方法计算了18种材料在不同能量下的γ射线线衰减系数,并拟合得出当物质材料和密度确定时γ射线的线衰减系数与能量的关系,从而重建出不同能量下的透射图像.     

双能γ射线穿透法测定土壤密度和水含量的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗程序模拟得到241Am、137Cs发出的能量分别为60和662 keV的γ射线对干土和水的质量衰减系数,从而标定土壤密度、水含量与两种射线的透射率的函数表达式.模拟检测表明,由该表达式测量同种干土制备的土壤样品的土壤密度和水含量精确高,可满足实际测量要求.     

非准直点源透射法测量体源样品的线性衰减系数

体源样品的线性衰减系数是计算自吸收修正因子最重要的参数。本文针对未知体源样品的线性衰减系数测量问题,提出了非准直点源透射法。该方法直接把点源置于样品盒上方一定距离或直接放置在样品盒上方进行透射,对蒙特卡罗模拟透射率和实验测量透射率进行比较,反推待测体源样品的线性衰减系数。本文详细介绍了该方法的基本原理和计算过程,选取了5种不同密度的物质作为待测对象,采用3种不同能量的点源,对该方法进行了实验验证。研究结果表明,不同能量的γ射线下,该方法的实验结果和XCOM平台理论计算结果吻合程度好(8%),能方便计算出体源样品的线性衰减系数。该方法不受准直器以及探测器和样品尺寸、形状的限制,简单易行,便于各实验室推广使用。     

双能γ射线CT技术用于集装箱安检的可行性研究

采用美国国家标准与技术研究所(NIST)提供的600 keV(接近137Csγ射线能量)和1 250 keV(等于60Coγ射线平均能量)入射γ射线与1~92号元素相互作用的线性衰减系数值作为研究对象,通过对两组射线与不同物质相互作用的线性衰减系数进行研究,建立双能γ射线的线性衰减系数比值关系(本文定义为MZ值),研究此比值与物质原子序数的关系。本研究发现1~92号元素的双能γ射线的线性衰减系数比值(MZ)与原子序数有很好的线性相关性。随机选用10种化合物,其双能的γ射线线性衰减系数MZ值很好地落在单质的分布曲线内。此规律为寻找双能CT技术用于集装箱安检的可行性提供了理论依据。     

MC法模拟重金属氧化物玻璃屏蔽性能

论文旨在验证采用MCNP软件获得的模拟实验结果真实性。利用MCNP粒子输运模拟软件计算不同重金属氧化物玻璃以及铅在不同能量γ射线下的质量衰减系数,平均自由程,使用XCOM程序预测计算γ射线能量在0.001~100 000 Me V的质量衰减系数以及平均自由程,通过将两种MC法模拟软件获得的计算结果与实验值对比,证明了采用MC法进行模拟计算的可靠性。研究结果表明,基于MC法的MCNP程序可用于计算重金属氧化物玻璃的屏蔽性能。     

双能γ射线穿透法测量土壤密度和水含量

本文描述用＾２４１Ａｍ和＾１３７Ｃｓ两个放射源从同一铅屏蔽容器和准直器射出两种能量的γ射线窄束，穿透土壤样品后用ＮａＩ（ＴＩ）多道γ谱仪测量６０和６６２ｋｅＶγ射线的峰感性区计数率，依据土壤的和水对６０ｋｅＶγ射线的质量衰减系数有较大差异而对６６２ｋｅＶγ射线的质量衰减系数基本相同的特点，测定了土壤样品的密度和水含量。用某种土壤制作一系列已知土壤密度和水含量的标准样品，用这种双能量γ射线穿透法分别     

土壤样品γ谱分析自吸收校正技术研究

用点源实验方法,表征了探测器晶体的结构参数,以此为基础利用蒙卡模拟计算了不同质量样品对各种能量γ射线的线衰减系数和探测效率,进而建立了75 mm×25 mm样品自吸收校正因子F(μ)的关系式;使用标准面源模拟体源不同高度的薄层,通过γ能谱测量得到体源不同高度薄层的探测效率与其高度的函数关系式ε(h),积分获得体源探测效率,进而建立75 mm×25 mm样品自吸收校正因子随γ射线线衰减系数的变化关系F(μ),面源实验建立的F(μ)关系式与蒙卡计算得到的F(μ)关系式趋于一致。以蒙卡计算模型为依据,拓展计算了75 mm×75 mm盒装土壤样品的F(μ)函数关系,并实验验证了计算结果的有效性。利用建立的F(μ)函数关系对取自某污染场址的多个土壤样品进行测量结果自吸收校正,建立了样品质量和自吸收校正因子的函数关系F(m),并给出土壤样品自吸收校正的技术方法。     

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.     

沉积岩和火成岩对γ射线的吸收及散射的比较研究

介绍沉积岩（Ｓｉｔｉｏｎｅ和Ｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｔｅ）和火成岩（ａｎｄｅｓｉｔｅ和ｆｅｌｓｉｔｅ）的γ射线的衰减系数与散射系数的测量方法和测量结果。四种材料均制成颗粒粗细不同的粉末，在制成样品。颗粒的尺寸有：０．１７、０．１３、０．０９５、０．０３５、０．０６３ｎｍ五种。同时也测量上述品种的天然岩石的衰减系数与散射系数。使用６０Ｃｏ、１３７Ｃｓ、１３３Ｂａ等γ射线源，能量在０．３６到１．３３ＭｅＶ范围。详细地研究了线性衰减系数μ，质量衰减系数μ／ρ、弛豫长度冲及侧边散射系数φ与颗粒直径ｄ、样品密度ρ和γ射线能量是Ｅ的关系。发现线性衰减系数与ｄ和Ｅ成反比与ρ成正比，而侧边散射系数与ｄ和Ｅ成正比但与ρ成反比。比较此两大类岩石的μ和φ差异的原因。实验的结果认为这些材料可用于屏蔽γ射线。     

钨玻璃与铅玻璃对X射线辐射屏蔽效果的数值计算分析

通过WINXCOM理论计算X射线能量在20~100keV下,钨和铅硅酸盐玻璃的质量衰减系数、有效原子序数和半值层。结果发现,随着WO_3和PbO含量的增加质量衰减系数增加。钨玻璃在70 keV能量下,由于光电效应发生突变,质量衰减系数突然增强。随后,利用MCNP 5计算5种能量下钨玻璃的积累因子,以便进一步修正模拟结果以达到真实情况。     

钨玻璃与铅玻璃对X射线辐射屏蔽效果的数值计算分析

通过 WINXCOM理论计算X射线能量在20~100 keV下,钨和铅硅酸盐玻璃的质量衰减系数、有效原子序数和半值层。结果发现,随着 WO3和PbO 含量的增加质量衰减系数增加。钨玻璃在70 keV能量下,由于光电效应发生突变,质量衰减系数突然增强。随后,利用 MCNP 5计算5种能量下钨玻璃的积累因子,以便进一步修正模拟结果以达到真实情况。     

Investigating the influence of gamma ray energies and steel fiber on attenuation properties of reactive powder concrete

The effect of gamma ray energies and volume ratio of micro steel fiber (1 and 1.5％) on attenuation properties of reactive powder concrete (70 MPa compressive strength) was investigated.Different characteristics have been considered such as linear attenuation coefficient,mass attenuation coefficient,and half-value thickness.Sodium iodide crystal with a gamma ray spectrometer and collimated beam of gamma ray has been implemented to perform the experimental test.Three sources (Cs-137,Co60,and Bi-207) with energies of (0.662,1.17 1.33,0.569,and 1.063)MeV were adopted in the test.The results obtained indicated that mass attenuation coefficient is proportioned inversely with gamma ray energies and directly with a volume ratio of micro steel fiber.The linear attenuation coefficient and half-value thickness of the tested samples have been calculated and discussed.The obtained results showed that increasing the volume ratio of steel fiber has modified the adequacy of the reactive powder concrete as a shielding element since it increases the density and reduces the half-value thickness.     

不同海拔高度下γ射线空气衰减系数的计算

在航空γ剂量率测量过程中由于海拔高度跨度大,γ射线空气衰减系数会受到海拔高度、温度、气压与空气密度的影响,故需要进行相应修正。利用蒙特卡罗（MCNP）法模拟γ射线在不同空气密度下的线衰减系数。利用经验公式计算不同海拔高度下的空气密度,利用MCNP法建立γ谱仪模型,计算不同海拔高度、不同密度条件下的γ光子注量,根据指数衰减原理计算不同空气密度下的线衰减系数。结果表明,由经验公式求出的空气密度模拟得出的空气质量衰减系数与美国NIST推荐值最大相对误差为-17.3%;在γ射线参考辐射场中用衰减板进行实验验证,⁶⁰Co源的最大相对误差为6.0%,¹³⁷Cs源的最大相对误差为5.3%。本工作为后续低空近地辐射剂量的研究工作奠定了基础。     

海洋γ谱连续监测方法模拟

通过蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)建立了海洋γ谱连续监测的测量模型,模拟计算不同能量γ射线在海水中的衰减情况和有效探测距离。根据我国近岸海域海水中天然放射性核素活性浓度,模拟得到不同晶体尺寸NaI探测器连续监测的本底谱,分析能量分辨率对全能峰本底计数率的影响并探讨了影响NaI探测器能量分辨率的因素。最后针对我国核电厂周围海域中重点关注的人工放射性核素,并假设不同尺寸NaI晶体在能量662 keV处分辨率保持7.0%不变的条件下,分别计算了不同尺寸NaI晶体探测器在海洋γ谱连续监测中的探测效率、本底计数率和最小可探测活性浓度等技术参数。模拟结果为海洋或其它水体中γ谱连续监测方法的应用提供技术参考。     

MC法计算γ射线外照射剂量转换因子

以剂量转换数学模型为基础,针对骨、软组织和水的等效组织球体剂量计算,采用蒙特卡罗软件MCNP5构建0.01~10 MeV的γ射线在这三种物质中的通量和能量沉积模拟模型,进而计算这三种物质的γ外照射剂量转换因子。同时给出这三种物质的γ外照射剂量转换因子对不同能量γ光子的拟合计算公式,并进行了数据验证。结果表明:剂量转换因子在γ射线能量低于0.15 MeV时,随着能量的增加按幂函数降低;高于0.15 MeV时,按指数函数上升;剂量转换因子模拟值与参考值随γ射线能量的变化规律相同。     

掺杂氧化铋混凝土的辐射屏蔽效果研究及其优化

将氧化铋以粉末形式添加到普通混凝土中,制备出绿色无污染且具有良好的?射线屏蔽性能的掺杂氧化铋的混凝土。相较于普通混凝土,氧化铋-混凝土的屏蔽性能及力学性能均得到改善。对比屏蔽性能实验结果及MCNP5(Monte Carlo N-Particle 5)模拟结果,二者相符很好,可以用MCNP5进行后期配合比设计优化。运用田口方法对水泥量、水胶比、氧化铋比例及砂率等进行优化设计。结果表明,对氧化铋-混凝土屏蔽能力影响最大的参数是氧化铋的加入量,其次为水泥量,水胶比及砂率的影响可忽略。     

Photon attenuation coefficients of concrete includes barite in different rate

The photon attenuation coefficients of barite and concrete produced with barite have been investigated. The linear attenuation coefficients have been calculated for 1 keV–1 GeV energy and compared with measurements performed using a gamma spectrometer that contains an NaI(Tl) detector and MCA at 662, 1173 and 1332 keV. The results have been compared with the corresponding property of lead as the standard shielding material.     

GdI3:Ce闪烁体中子探测性能测试与改进研究

为改善GdI₃:Ce闪烁体在探测中子过程中的γ抑制能力,使用Geant4和XCOM计算了其γ线性吸收系数,并通过模拟计算与实验测量研究了铅屏蔽法抑制γ的有效性。结果表明：GdI₃:Ce闪烁体在探测中子过程中易受低能γ射线的干扰;随着铅层厚度的增加,100 keV~1 MeV的γ射线对中子探测的干扰减小,而3~10 MeV的γ射线的干扰呈先增加后减小的趋势。对²⁵²Cf中子源的实验测试发现,在碘化钆闪烁体外围添加铅层后,中子峰得以显现;随着铅层厚度的增加,中子峰内净计数减小,而净计数与本底计数的比值上升。模拟和实验结果均表明,在使用GdI3:Ce闪烁体探测中子时,应根据中子探测效率和信噪比的优化确定γ屏蔽铅层的厚度。