论文部分内容阅读
CdZnTe探测器是一种新型的半导体探测器,能量分辨率介于HPGe探测器和NaI(T1)探测器之间,并具有体积小,重量轻,能够在室温下长时间工作的优点,目前已经在核保障测量中得到广泛应用。本工作通过对铀的CdZnTe能谱进行分析,提出了一种利用铀及其衰变子体在88-100 keV能区的γ射线和特征X射线来粗略测定铀富集度的一种方法,并开发了能谱分析程序,通过分析结果初步验证了该方法的可行性。 铀富集度是指同位素233U和235U的质量之和与总铀量之比。在衰变过程中,铀及其衰变子体放射出γ射线和特征X射线,通过能谱分析可以求出它们的峰面积和相对探测效率。在铀的能谱中,由238U-234Th衰变平衡产生的234Th的92.38keV和92.80keV的γ射线峰,可以确定238U的原子数目;由235U-231Th衰变体系内转换产生的Th的89.95keV和93.35keV的Kα射线峰,可以确定235U的原子数目。由此可以计算铀同位素的原子数比,从而得到铀富集度。在分析过程中,选择了88-100keV能区的234Th的γ射线峰,Th的Kα射线峰以及U的Kα射线峰共六个主要能峰,通过采用高斯函数和低能指数尾部光滑联接的峰形函数和二次多项式本底函数一起拟合,来求出峰面积;而该能区所有能峰的探测效率可以认为是近似相等的,由此得到铀富集度。 依据上述原理,提出了具体的计算方法,主要采用最小二乘法进行数值计算。其中能量刻度与几何刻度时采用了线性最小二乘法,而能峰拟合与谱段拟合时采用了非线性最小二乘法。通过对不同铀富集度的能谱数据,在不同条件下进行计算,确定了铀的能谱分析的最佳条件,并得到较好的分析结果。 对能量分辨率较差的CdZnTe能谱而言,该方法能够较好地区分高浓铀和低浓铀样品,并在较低的精确度下给出了铀富集度的数据。同时,该程序也可用于铀的HPGe能谱分析,在1%-90%的铀富集度范围内,计算精确度达到了10%左右。