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建立核设施环境γ辐射连续监测系统的目的在于实现环境常规γ辐射、核事故早期报警及核事故应急的监测。本研究选用高气压电离室型探测器建立核设施环境γ辐射连续监测系统,在高气压电离室研究及应用的基础上,开展提高空气吸收剂量率测量准确度和灵敏度,改善能量响应特性,降低能量探测下限,拓宽量程等问题的研究。 研究采用理论计算和实验验证相结合的方法,其中理论计算采用蒙特卡罗方法(以下简称M-C方法),实验在国防科工委放射性计量一级站(以下简称计量站)标准辐射场进行。 采用M-C方法的目的是进行电离室响应的模拟计算,通过对壁材料、壁厚度、气体材料、充气压力、收集极、电离室体积、形状、屏蔽材料、屏蔽厚度面积等因素对电离室响应影响的大量模拟计算,研究改善电离室特性。选用MCNP4B程序完成M-C方法计算,MCNP4B程序具有程序简便,图形输出的特点。 在标准辐射场进行实验的目的在于: (1) 在连续谱过滤x辐射系列低能标准辐射场、钴(60Co)、铯(137Cs)γ中能参考辐射场、6129~7115keV准单能γ高能参考辐射场刻度高气压电离室的响应因子和检测能量响应特性,研究在不同能量段、不同辐射源、一定几何条件下的标准辐射场刻度高气压电离室的响应,给出方法不确定度。 (2) 验证MCNP4B程序计算高气压电离室响应的模拟计算模型。研究运用M-C计算模型在低、中、高能标准辐射场若干能量点,计算了球形不锈钢壁高气压充氩电离室、球形铝壁高气压充氮电离室、圆柱形不锈钢壁高气压充氩电离室的响应,在标准辐射场对上述计算结果进行了实验验证。 (3) 验证改善电离室特性的M-C计算结果。研究在改善电离室性能方面重点做了降低能量探测下限和改善能响的工作,建立了相应的M-C模拟计算模型,并进行了上述目的的优化计算,对上述结果进行了实验验证。 (4) 宽量程实验。当前国内外环境连续监测仪实现宽量程测量的方法有两种:Ⅰ、采用大小双探头,分别测量低高剂量率,通过电子学部分的切换实现宽量程连续监测:Ⅱ、用一个探头,在电子学线路部分采用多档转换,在低剂量率时采用低电压,在高