【摘 要】
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作者原单位自主研制的车载Nal(Tl)γ谱仪系统主要用于快速测量空气中的气载人工放射性核素,可应用于禁核试现场视察及核应急监测等方面。实现现场放射性核素活度的准确测量,
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作者原单位自主研制的车载Nal(Tl)γ谱仪系统主要用于快速测量空气中的气载人工放射性核素,可应用于禁核试现场视察及核应急监测等方面。实现现场放射性核素活度的准确测量,需首先解决系统探测效率的刻度问题。由于空气中的气载放射性核素分布于近似无限大空间内,直接采用实验刻度、蒙特卡罗(M-C)模拟及基于Beck公式的数值计算等现有方法,难以实现探测效率的准确刻度。为此,本课题研究提出了数值计算和M-C模拟计算相结合的无源效率刻度方法：通过数值方法计算得到源探测效率,结合M-C模拟计算得到的峰总比,计算得到源峰探测效率。为车载Nal(Tl)γ谱仪测量空气中气载放射性核素时的探测效率刻度提供了一种有效解决方案。开展的主要研究如下：(1)源探测效率计算根据γ射线在晶体内穿透路径特征,将测量空间分成了3类26个分区,并分别推导出不同区域的源探测效率计算公式。(2)计算参数确定通过点源实验、蒙特卡罗计算和数据拟合确定了计算参数。(3)峰总比计算采用蒙特卡罗模拟方法计算了点源位于空间中180个不同位置处,探测器的峰总比。计算结果显示：对同一能量Y射线,不同测量条件下,峰总比的相对偏差小于3%,可近似为常数。(4)方法验证实验通过41个不同位置处的点源实验,对不同分区的计算方法进行了验证,点源计算结果相对于实验结果的最大偏差小于10%；通过小面源叠加大面源的方法,对系统对面源的探测效率计算结果进行了实验验证,面源计算结果相对于实验结果的偏差小于6%。通过上述研究,建立了基于数值计算和MC模拟计算相结合的无源效率刻度技术,实现了车载Nal(Tl)γ谱仪系统测量全空间分布的气载放射性核素探测效率的有效刻度。
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