高纯锗探测器瞬态温度场特性的模拟研究

为确保探测器在低温环境下稳定运行,分析了高纯锗探测器的内部传热机理,基于COMSOL Multiphysics软件建立了探测器的三维计算模型,得到了制冷过程中三维瞬态温度分布规律以及不同探测器内部结构和材料选择对温度分布的影响,通过仿真数据与实验数据的一致性比较,验证了该模型及仿真方法的正确性。为进一步优化和改进液氮制冷和电制冷型高纯锗探测器的设计参数提供了理论支撑。

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。

SiC材料辐照性能的热释光表征分析研究

碳化硅(Si C)在航空航天、核裂变和核聚变反应堆等高辐照环境中有着广泛应用。由3c-SiC包覆层构成的TRISO燃料颗粒已商业化并应用于先进的高温气冷堆。其中35μm厚的3c-SiC包覆层是承受内压、阻挡裂变产物释放和高效导出核芯热能的关键层,是保证高温气冷堆安全的关键屏障之一。本文利用热释光(TL)分析对3c-SiC材料展开研究,实验证明SiC材料的发光峰强度随辐照剂量升高而增加。辐照后的发光峰随剂量增加向低温方向移动,遵循TL二阶动力学方程。在辐照环境下载能粒子使Si、C原子偏离晶体格点位置产生过饱和空位、间隙离子、错位原子等点缺陷,新增加了约194.5℃处的发光峰。晶体在生长过程中固有缺陷的浓度依赖于Gibbs自由能、结晶温度的变化,其固有缺陷浓度可以用TL的390℃发光峰表征。这两部分缺陷浓度的增加会使SiC层的包覆性能降低。本文还讨论了SiC材料的TL与Gibbs自由能、结晶温度和固有缺陷浓度的关系,SiC材料的缺陷浓度随结晶温度的增加而降低。本文研究结果对SiC包覆层的缺陷和性能分析有很好的参考价值,对辐照前后SiC包覆层的性能表征有一定的参考意义。

基于GM计数管个人剂量仪的设计与初步测试

针对辐射防护工作人员个人辐射剂量监测需求,设计了一种基于GM计数管的个人剂量仪。使用Altium Designer软件,设计了低压电路、高压电路、声光报警电路以及RTC时钟电路等,并完成样机的设计和研制。在X/γ射线辐射场中对研制的样机进行重复性、相对固有误差和能量响应的初步测量,测量结果为后续进一步优化该剂量仪提供了参考,以最终满足JJG 1009-2016技术规范的要求。该剂量仪具备瞬时剂量、累积剂量和脉冲计数显示以及报警阈值设置、声光振动报警等功能,在设计特点上突出便携式、低功耗和续航久的特点。

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。

健康成人自发染色体畸变率与微核率的本底状况再分析

目的:了解环境因素对人类遗传物质的影响,以便正确评估放射从业人员以及低剂量辐射的健康效应。方法:选自北京市87名接受健康体检的成年人,每人用肝素钠抗凝管抽取外周静脉血2 mL。采用提前加秋水仙素和松胞素B法分别制备染色体与微核标本,Metafer自动分析系统结合人工分析染色体畸变与双核淋巴细胞微核,按不同年龄段与不同性别分组进行统计比较。结果:87名受检者的染色单体型畸变率平均为0.70%,染色体型畸变率为0.20%,其中双着丝粒体+环为0.13%,单纯无着丝粒体为0.06%。微核与微核细胞率分别为25.30‰和21.56‰。除单体型畸变外,染色体型畸变率与微核率均随年龄的增加而增加(P<0.05),不同性别之间差异无统计学意义(>0.05)。结论:健康成人染色体型畸变(双着丝粒体+环)率与双核淋巴细胞微核率未超过国内外报道的本底范围,但较国内以往报道的本底值有增高趋势。

α－β放射性气溶胶快速监测仪的研制

文章介绍１种能即时并同时测量气溶胶样品中α与β放射性活度的放射性气溶胶监测仪。仪器在采样后２０ｍｉｎ内给出结果。采样时间为２０ｍｉｎ。活度测量、计算和结果打印由单板机控制的数据处理器完成。在所建议的采样条件、仪表工作条件及在常规的Ｒｎ、Ｔｈ子体天然本底条件下，仪器对长寿命核素形成的α与β气溶胶能同时给出测量结果，其探测下限值较低，适于常规监测使用。

V_T 辐照模式 pMOS 剂量计的标定

对辐照偏置为阈值ＶＴ的ｐＭＯＳ剂量计进行了６０Ｃｏγ射线和６ＭｅＶ电子束的辐照标定，结果表明，在不低于１０２Ｇｙ（Ｓｉ）的剂量范围内，这种变化的负栅偏电压下工作的ｐＭＯＳ剂量计呈现出线性响应，其适用于空间环境的响应灵敏度为２０ｍＶ／Ｇｙ（Ｓｉ）。同时发现，对６０Ｃｏγ射线的响应灵敏度为对６ＭｅＶ电子束的１．３倍左右。对实验结果进行了分析，认为ｐＭＯＳ剂量计的响应灵敏度与粒子辐射的种类具有一定的依赖性，提出了剂量计对混合辐射场的标定方法。

多通道辐射剂量仪的研制

研制了一种可同时测定６个点辐射剂量的智能化仪器。该仪器采用微型半导体探头作为辐射探测器，具有信号采集、数据处理及显示、储存、打印等功能，测量精确度为±０．０７１％（ＳＤ），稳定度为±０．１８％（ＳＤ），剂量率探测上限达到８０Ｇｙ／ｍｉｎ，可用于各种(６０)Ｃｏ源的辐照实验、辐照加工及放射治疗。

pMOS剂量计的温度效应及其补偿探讨

利用恒流注入法和Ｉ－Ｖ测试方法研究了用于ｐＭＯＳ剂量计的国产ｐＭＯＳＲＡＤＦＥＴ的温度效应，结合ＭＯＳ晶体管阈值和电流－电压方程的理论公式推导分析了温度对阈电压、沟道载流子迁移率的影响，对“零温度系数点”从理论上进行了讨论，探讨了辐照对“零温度系数点”的影响。实验结果表明，采用“零温度系数”电流作为注入的恒流来测量栅源电压能提高剂量计电压读出的精度，起到对温度补偿的作用。

基于GPRS个人剂量仪控制系统的硬件设计

为了解决控制实时监控辐射环境中工作人员所受剂量当量率问题,提出了基于GPRS(General PacketRadio Service)的个人剂量仪控制系统的硬件设计方案。通过对系统功能模块参数的设定,完成了系统电路设计。该系统实现了对个人辐射剂量的远程监控,电路结构简单,具有低成本、低功耗等优点,在辐射监控领域应用前景广阔。

一种新型中子周围剂量当量(率)测量装置的性能实验

本文介绍一种新型中子周围剂量当量(率)监测方法,搭接了一套单球多计数器的中子周围剂量当量(率)监测装置,利用蒙特卡罗MCNP4A程序模拟计算了中子注量的响应函数,借用“少道”解谱软件进行解谱并对一些辐射防护量进行了计算。通过对252Cf和Am-Be两种中子参考辐射场的测试,表明对中子注量率、周围剂量当量率、单位注量平均周围剂量当量和剂量当量平均能量的计算结果与参考值相比,偏差均小于10%,这种监测方法较好地解决了中子剂量仪表的能量响应问题。

CVD金刚石微剂量仪的辐射优化研究

金刚石材料具有大的能带间隙、快的电荷收集和低的介电常数等,在较恶劣的实验环境下(如对于超大规模的强子对撞机和同步辐射加速器进行近距离、高辐射条件下的信号探测),有望成为常规的硅、砷化镓等探测器的替代品。为了改进金刚石探测器的性能,本文采用5MeV质子对CVD金刚石微剂量仪进行了辐照,并采用侧向微束离子诱导电荷(IBIC)技术分析研究其性能。实验发现:①经46 Gy质子辐照后金刚石探测器的收集效率得到了很大的改善;②收集效率和计数的均匀性也得到了提高,尤其是计数的均匀性,在窄条宽很小情况下其均匀性已达95%以上。可见用质子辐照CVD金刚石是提高其性能的有效途径之一。

核探测器的二线制电路

描述了一种核探测器二线制电路的原理和性能,并应用于核料位计中,与传统的多线制探测器相比有明显的优越性。

辐射变色薄膜电子高剂量计的一般特性

研究了PC-85辐射变色薄膜测量电子吸收剂量的一般特性。测定了光吸收谱,光密度变化与膜厚度呈线性关系的范围,单位厚度的本底光密度分布,测量电子剂量的分散性,存放时环境因素对本底和照后光密度的影响,响应充分建立所需条件及光照效应等。该剂量计特别适合于辐射加工中的剂量测量。

裂变室在散裂中子源反角方向束流监视系统中的应用研究

将235U与238U两种材料组成的裂变电离室作为散裂中子源反角方向束流监视系统应用的探测器,采用飞行时间方法可以高精度地测量束流的能谱。本文主要介绍整个系统的时间分辨精度对能量分辨的影响以及实际测量中的修正因素,时间分辨引起的能量分辨与能量的3/2幂成正比,能量分辨引起与标准截面的能量差异的修正小于0.1%,实验结果表明该项裂变电离室的设计能满足散裂反角中子能谱测量的要求。

硫酸镁热释光剂量响应的非线性研究

从室温至５００℃测得γ辐照的ＭｇＳＯ４样品的热释光发光曲线，通过计算机解谱，得到４个基本的发光峰．实验结果表明，４个发光峰均为超线性响应．前３个发光峰的超线性随峰温增加而增加，而第４发光峰的超线性反而有所减小．这与所观察到的ＬｉＦ（Ｍｇ，Ｔｉ）的剂量响应超线性规律有所不同．文章还讨论了ＭｇＳＯ４，ＬｉＦ（Ｍｇ，Ｔｉ）和ＬｉＦ（Ｍｇ，Ｃｕ，Ｐ）等热释光材料的的剂量响应的非线性相关的一些问题．

PMOS辐照检测传感器

比较了常用的 3种辐照剂量计 ,并详细介绍了PMOS辐照检测传感器的优点、制备工艺、工作模式。

硅光电二极管陷阱辐射定标研究

介绍ＣｒｙｏＲａｄｌ低温绝对辐射计（ＨＡＣＲ）。

PMOS总剂量监测技术的卫星应用

利用 PMOS剂量计技术 ,研制出国产 PMOS剂量仪 ,随“实践五号”科学实验卫星升空 ,入轨后对卫星内部进行了电离辐射总剂量监测 .取得了卫星内部的总剂量深度分布结果 .介绍了 PMOS剂量仪的原理技术和飞行结果 .与国外同类监测设备在轨结果进行对比 ,介绍并讨论了该技术的研究发展方向和我国的空间应用展望。