基于全站仪定位的辐射场测量方法研究

在核设施检修或退役中,往往需要对现场的辐射剂量场进行测量。传统的剂量率仪不支持空间坐标测量,需要额外的坐标测量工具,且剂量测量和坐标测量不同步,使得测量效率受到限制。针对该问题,提出了一种基于全站仪定位的测量方法,可同时测量剂量率和对应的空间坐标,定位精度为mm级,研制了测量系统样机。使用样机对某个水泥固化放射性废物桶进行了测试实验,与蒙特卡罗计算结果进行对比,测量值与模拟值的相对偏差遵循正态分布,平均偏差为12.8%,标准偏差为9.37%,数量大约占96%的测量点位的相对偏差在[-30%,5%]的范围内,体现了较高的测量精度。对某核设施厂房的另外两个较为复杂的场景进行辐射场测量,使用对数变换普通克里金方法对离散的测量点进行辐射场插值计算,三维辐射场重构结果的平均相对偏差可控制在50%左右。结果表明通过基于全站仪的辐射场测量系统可对现场的三维辐射场进行重构,精度可以满足三维辐射场的应用需求。

基于自适应源项离散的点核积分方法计算效率优化研究

点核积分方法面对多源项的复杂场景或是需要对辐射场进行动态更新的情形存在计算耗时较长的问题。针对该问题,通过点核积分程序CIRPDose对圆柱体源、长方体源等5类源项离散引起的误差随计算点与源距离的变化规律进行模拟计算,并提出了一种基于自适应源项离散的点核积分计算效率优化方法。在将该方法集成到CIRPDose程序后,通过自定义算例对其进行测试,测试结果显示,相比传统的固定离散数目,各类型源项在自适应离散方法下的辐射场计算用时最大缩短96.77%,且计算结果平均偏差最大值仅为3.19%,验证了所提方法的可靠性和有效性。研究工作可为核设施内的三维γ辐射场快速计算提供技术支持。

一种用于个人剂量当量H_(p)(0.07)监测的剂量计研制

鉴于目前国内生产的个人剂量当量H_(p)(0.07)剂量计对低能β辐射响应较差,以及对β、γ混合场中H_(p)(0.07)剂量测量误差较大的问题,基于LiF:Mg,Cu,P热释光探测器,结合模拟计算,研制了一种ZF-P7型H_(p)(0.07)剂量计。其性能指标测试结果表明:对于最大能量为225 keV~2.274 MeV的β射线,响应在0.67~0.95之间;对16 keV~1 250 keV的X、γ射线,响应在0.66~1.45之间;在剂量100μSv~1.2 Sv范围内,剂量线性在0.91~1.10范围内;在入射角为0~±60°,对65 keV X射线的角度响应在0.99~1.09范围之内,对^(85)Kr β射线角度响应在0.94~1.11范围之内。经实验验证,ZF-P7型H_(p)(0.07)剂量计的各项指标均满足行业标准EJ/T 1178—2005和检定规程JJG(军工)37—2014要求。由于该ZF-P7型剂量计性能优良,特别是对不同能量的X、γ、β辐射响应较好,可解决混合辐射场作业人员H_(p)(0.07)的剂量准确监测难题,将来可以广泛应用于辐射工作人员的H_(p)(0.07)剂量监测中。

基于固体径迹探测的中子个人剂量计性能研究

CR-39固体径迹探测器作为一款被动式的中子个人剂量计,具有方便携带、价格低廉、抗干扰能力强、对γ、β射线不敏感、对快中子响应好等优点。针对新开发的一款中子个人剂量计,根据国际标准ISO 21909-1,对新型中子个人剂量计的CR-39固体径迹探测单元的相关性能开展了实验研究。实验结果表明,CR-39固体径迹探测器具备良好的测读重复性、批次均匀性、剂量线性、稳定性、参考辐射场响应以及对光子不敏感的属性,同时给出了CR-39测量中子剂量的剂量探测下限和不确定度,为国际标准引进提供了实验数据参考。

基于VSLAM的三维γ剂量率场快速测量方法研究

针对核设施现场及数字化辐射防护系统对γ辐射场信息快速获取的需求,本文采用实时定位与地图构建技术(SLAM)结合γ剂量探测技术,解决室内场景高效测量γ剂量率辐射场并与数字化系统兼容的问题。根据场景传感器的特点,基于三色深度图像(红、绿、蓝色和深度,RGBD)相机研究视觉SLAM(VSLAM)算法和辐射测量数据同步与定位方法;建立了一套基于VSLAM的γ剂量率测量装置,测试了场景点云质量、轨迹定位精度和γ剂量率模块性能;选择某核设施现场进行实验,分析了测量效率、定位准确性和数字化系统兼容能力。结果表明,建立的VSLAMγ剂量率测量方法及相应装置,测量效率高、定位准确,且现场应用良好、数字化系统兼容,具有较广阔的应用前景。

在线定向剂量当量率监测系统研制

为了实时准确测量工作场所定向剂量当量率H′(0.07)数值,研制了ZF-FD7型在线H′(0.07)监测系统。其探测器是基于塑料闪烁体和半导体光电二极管(SiPM)研制,开发的中间机和上位机具有数据传输、剂量率显示、超阈值报警等功能。对于研制的在线H′(0.07)监测系统,参照GB/T4835.1-2012测得其辐射特性如下:在76μSv/h~1.4 Sv/h剂量率范围内,其相对固有误差在±10%之内;在β射线平均能量为60~800 keV范围内,响应在0.8~1.2之间;在−45°~45º入射时,入射角的响应在0.88~1.00之间;在1 mSv/h辐射场中测量结果的统计涨落为2.0%。探测器进行温度补偿后,在−10~40℃内,响应变化为0.91~1.08;在相对湿度为45%~85%范围内,响应变化为0.93~1.00。测试结果表明,该ZF-FD7型在线H′(0.07)监测系统的特性均满足GB/T4835.1-2012要求,可用于较高弱贯穿辐射场所的定向剂量当量率实时监测。

基于平板扫描仪的氡测量方法研究

CR-39固体径迹探测器因其材料的稳定性、良好的实用性等特点被广泛应用于氡的测量领域。针对现有的商用固体径迹探测器自动测读系统价格昂贵、维护成本及环境要求高的问题,本研究利用平板扫描仪设备,开展固体径迹形态学研究,通过建立基于径迹形态学参数的氡径迹识别法则,实现氡的高效、低成本测量。测量结果表明氡暴露量在500 kBq·h/m^(3)以下时,径迹密度-暴露量曲线呈现良好的线性关系。研究表明,基于平板扫描仪的氡测量方法有望实现氡的高效测量且该测读方法兼顾高效、低成本、环境适应性强的特点。

手辅助腹腔镜胃癌根治性全胃切除术15例

目的总结手辅助腹腔镜技术在胃癌D2根治性全胃切除术中应用的临床经验。方法回顾性分析15例全胃切除术患者的临床资料。结果成功施行手辅助腹腔镜胃癌D2根治性全胃切除术15例。上腹部手术切口长(6.79±1.3)cm;手术时间(168±19)min,腹腔镜手术时间(31±11)min;术中出血(228.57±32.1)mL;手术清扫淋巴结(17.64±4.1)枚。手术后(9±1.5)d出院。没有吻合口漏、出血、切口感染等手术并发症发生。结论手辅助腹腔镜胃癌D2根治性全胃切除术在淋巴结清扫范围和数目上均能够达到胃癌手术操作规范要求,而且安全性好,值得进一步研究。

腹腔镜下全直肠系膜切除术治疗直肠癌的近期疗效分析

目的对比分析腹腔镜(LS)和开腹(OS)直肠癌根治术后直肠癌患者的近期疗效。方法选择2005年12月至2007年1月接受腹腔镜和开腹直肠癌根治术的患者(共221例)的病例资料,回顾性对比分析两组患者的手术时间、手术失血量、清扫淋巴结数目、切缘病理学检查、并发症发生率、恢复饮食时间、住院时间等的差别。结果腹腔镜组的手术时间明显长于开腹组,差异有统计学意义(LS:175min,OS:146min,P<0.05),在清除淋巴结数目(LS:17个,OS:16个,P>0.05)、切缘阳性率(LS:1.4%,OS:2.7%,P>0.05)方面两者差异无统计学意义,但在手术失血量(LS:175mL,OS:146mL,P<0.05)和术后并发症(LS:17.8%,OS:22.6%,P<0.05)方面,腹腔镜组明显低于开腹组;腹腔镜组的恢复饮食时间、住院天数较开腹组明显缩短。结论腹腔镜直肠癌根治术在减少手术失血量、缩短住院天数、减少术后并发症等方面较开腹组有着明显的优势,近期疗效与开腹组比较差异无统计学意义,其远期疗效有待进一步随访研究。

基于高纯锗探测器的核电厂一回路系统辐射源项就地γ谱测量

针对核电厂一回路系统管道内壁沉积的腐蚀活化产物,开展γ辐射源项就地测量技术研究。基于高纯锗探测器开发了辐射源项就地测量系统(Sterm-HPGe),利用蒙特卡罗软件进行了无源效率刻度,并开展了实验室效率验证工作。在300~1 408 ke V能量范围内,HPGe探测器在无准直器屏蔽和有准直器屏蔽情况下,点源全能峰效率计算值与测量值的相对偏差分别在±5%和±10%以内。测量系统在我国压水堆核电厂进行了现场应用,能够较准确地测量出管道内60Co、58Co、110mAg等典型沉积核素的源项活度,管道表面剂量率的计算值与测量值的相对偏差一般在±40%以内。

对“脏弹”恐怖袭击初始响应人员防护干预行动的一些讨论

相比于核设施事故,"脏弹"恐怖袭击在发生地点、放射性物质释放方式和辐射影响范围等方面都有所不同,后者具有突发性、可能发生在人口集中的市区、现场不确定因素多等特点。文中分析了初始响应人员的防护以及在隐蔽、临时撤离等公众防护干预行动应用中需要考虑的一些问题。重点对营救阶段初始响应人员到达袭击现场后,应急工作区初始大小的确定、内外警戒区的划分和公众防护措施的合理应用等方面进行了讨论,并提出了相应的建议。

采用阻抗匹配抑制探地雷达中的地面杂波

在由收发天线组成的探地雷达系统中,接收天线接收到的信号由直耦波、地面反射信号以及目标信号组成。地面反射和直耦波所组成的直达波远大于目标信号,从而使系统的信杂比降低。文中提出了一种通过在地面上加入分层平板介质对空气到土壤间阻抗进行宽带匹配的方法,该方法可以减小地面反射杂波,增加电磁波透入地下的信号。理论计算结果表明,通过选择合适的平板介电常数和厚度,在一定程度上将减小地面的直接反射回波,从而提高系统的动态范围和信杂比。

基于Livermore模型CT图片构建人体躯干数字体模及其在肺部计数器虚拟刻度中的应用

基于Livermore人体躯干物理模型CT图片构建数字体模,并结合蒙特卡罗程序MCNP对一套由四个宽能高纯锗探测器(BEGe)构成的肺部计数器进行了虚拟刻度。首先,利用点源(241Am,137Cs,^(60)Co,54Mn,57Co,109Cd)实验数据,对高纯锗晶体尺寸进行调整以获得正确的探测器几何参数,在γ射线能量13.9keV～1332.5keV范围内,调整后四个探测器全能峰效率实验测量的平均值与蒙特卡罗计算值的差别在±10%范围内。之后,对不同胸壁厚度(CWT=19mm,25mm,30mm,43mm)躯干体模进行CT扫描获得其CT图片,利用Dosigray软件对CT图片进行分割后,连同探测器几何描述文件输入到OEDIPE软件,生成数字体模虚拟刻度用MCNP输入程序。最后,利用241Am、152Eu肺部源对数字体模虚拟刻度结果进行了实验验证,结果表明:在59.5keV～1408keV能量范围内,虚拟刻度结果与实验结果的差别在±10%之间;对于17.5keV能量,差别在±30%之间。

具有屏蔽腔和吸波材料的探地雷达天线的FDTD分析

天线是探地雷达系统的关键部件之一,系统要求天线具有较好的辐射波形以及一定的隔离度。给出了一种可用于探地雷达系统的分布电阻加载的变形TEM喇叭天线,并且采用三维FDTD方法分析了屏蔽腔和吸收材料对其辐射特性的影响。计算结果表明,通过加入屏蔽腔和吸收材料,可以减小收发天线之间的直耦信号,使目标回波信号更加明显,从而提高了系统的动态范围。

红外/毫米波导弹头罩材料的特性研究

为适应现代战争日益恶劣复杂的战场环境 ,导弹制导正由单模制导向多模复合制导发展。目前红外 /毫米波复合制导成为各国多模复合制导技术发展的重点 ,头罩是其关键技术之一。对头罩的材料选择进行了研究 ,给出目前一些适宜作红外 /毫米波双模复合制导导弹头罩材料的光学。

FDTD分析探地雷达天线的辐射特性

探地雷达系统一般采用超宽带短脉冲信号,因而其天线系统必须具有较好的宽带性能。只有几种类型的宽带天线能够用于探地雷达系统中,如电阻加载的蝶形天线、TEM喇叭天线及其变形形式。本文将给出一种新型的探地雷达天线,该天线为置于镜像面上且具有离散指数电阻加载的单偶极子。文中将采用FDTD计算和分析该天线在自由空间和有耗媒质上方时的辐射特性。结果表明,通过选择一定的电阻加载形式,可使天线具有较好的辐射波形,从而能够满足实际探地雷达的需要。最后,通过地下目标散射场的理论结果和实验结果说明了本文所采用方法的正确性。

蒙特卡罗方法研究塑料闪烁探测器加权积分法测量H′(0.07)

对弱贯穿辐射场定向剂量当量H′(0.07)的现有测量方法进行了讨论,提出塑料闪烁探测器加权积分法测量H′(0.07)。采用蒙特卡罗方法对脉冲计数法和加权积分法塑料闪烁探测器的能量响应进行了对比计算;在此基础上引入了作用于沉积能谱的加权函数G(E)以进一步改善探测器的能量响应。利用90Sr-90Y、147Pm、204Tl放射源的初步实验结果证实,采用加权积分法后塑料闪烁探测器对上述放射源的能量响应在6%范围内。对塑料闪烁体发光非线性、切伦可夫辐射等实验影响因素作了初步讨论。

一种新型探地雷达天线的FDTD分析

探地雷达系统一般采用超宽带短脉冲信号,因而其天线系统也必须为宽带的。该文给出一种新型的探地雷达天线,该天线为置于镜像面上且具有离散指数电阻加载的单偶极子。通过FDTD法对该天线辐射特性的仿真计算表明,选择合适的电阻加载方式,可以消除由于天线末端阻抗不匹配而引起的二次反射,使天线具有较好的辐射波形和一定的带宽,从而满足实际探地雷达系统的需要。文中还分析了收发天线不同组合方式对直耦信号和目标回波信号的影响。

HPLC法测定辣椒红色素中辣椒素及二氢辣椒素含量

利用高效液相色谱法（HPLC）测定辣椒红色素中辣椒素及二氢辣椒素的含量,结果表明：辣椒素在10-70μg/mL范围内,回归方程为：y=34158x＋974 053,r=0.9994,测定结果 RSD为1.61（n=9）,回收率为：94.23%（RSD=1.21,n=9）,检测限为：0.5 mg/kg;二氢辣椒素在5-35μg/m L范围内,回归方程为：y=41404＋588 906,r=0.9995,测定结果 RSD为1.55（n=9）,回收率为：93.17%（RSD=1.28,n=9）,检测限为：1.0 mg/kg.该方法简便快捷,具有较高的灵敏度和精密度.

用蒙特卡罗方法研究塑料闪烁探测器厚度对测量H′(0.07)能量响应的影响

本文采用蒙特卡罗模拟计算方法,研究了塑料闪烁体探测器在测量定向剂量当量H′(0.07)时,探测器入射窗、塑料闪烁体厚度对能量响应和角度响应的影响,讨论了产生能量响应的原因;考察了闪烁体内沉积能量、沉积能谱与电子入射能量的关系,可为脉冲幅度加权积分法测量H′(0.07)提供参考。