反应堆瞬发γ活化成像技术研究进展

瞬发γ活化成像技术(Prompt Gamma Activation Imaging,PGAI)是基于瞬发γ中子活化分析技术(Prompt Gamma Neutron Activation Analysis,PGAA)的一种新型元素成像技术,具有PGAA非破坏性、高灵敏度的多元素分析特点,同时可研究大体积样品内元素含量的三维分布情况。与移动中子源(如同位素中子源、加速器中子源)相比,反应堆中子源具有高通量的冷/热中子,因此,基于反应堆中子源的PGAI装置具有更加广阔的应用前景。鉴于PGAI技术的重要性,主要介绍了PGAI技术原理和测量方法、列举了国内外具有代表性的PGAI装置及特点,并指出当前PGAI技术研究现状与应用进展。其中,与中子层析成像(Neutron Tomography,NT)结合的PGAI是目前研究的重点。随着国内高通量中子反应堆的持续稳定运行以及PGAI装置的建立和技术发展,相信未来PGAI技术能在我国更多领域得到广泛和深入应用。

用D-D中子发生器测量水泥生料中的元素含量

以D-D中子发生器作为中子源,用瞬发γ中子活化分析(PGNAA)检测水泥生料中主要元素Si、Al、Fe和Ca及其氧化物的百分含量。水泥生料中各元素被中子辐照而释放瞬发γ射线,通过测量γ射线的能量和强度,可对其进行定性和定量分析。测量结果与化学化验方法所得结果的相对偏差好于7.0%,在允许范围内,有较好的重复性。与化学化验方法相比,该方法不破坏样品、用时短、可同时测量多种元素、精确度和准确度高,能满足工业生产的要求。

在线中子活化分析系统关键参数的蒙特卡罗模拟

针对在线瞬发γ中子活化分析(PGNAA)系统的要求,利用MCNP程序对不同慢化材料(重水、石蜡、聚乙烯等)厚度、铅屏蔽厚度、样品厚度及大小进行模拟计算分析。计算结果表明,以厚9 cm的石蜡作慢化材料,厚2 cm的铅作γ屏蔽层,厚7 cm、半径10 cm的硫、钙和水泥类样品为最优设计方案,从而为实际设计在线PGNAA系统提供了科学依据。

蒙特卡罗法确定水泥在线中子活化分析样品参数

针对成都理工大学核地球物理与地球化学研究室研制的在线瞬发γ中子活化分析(PGNAA)装置,利用MCNP程序对水泥样品进行模拟计算分析,得到瞬发γ射线产额随样品厚度和样品形态(块状、颗粒、粉末等)的变化关系。根据模拟结果,确定样品厚度以17 cm为宜,并应在在实际分析前将水泥生料粗加工成细颗粒状。

煤质在线检测技术现状及发展趋势分析

针对煤质在线检测技术在煤炭行业应用日益广泛和迫切的现状,介绍了以瞬发γ中子活化分析和双能γ射线等为代表的7种典型常规和以多能X射线吸收法及激光诱导击穿光谱分析法(LIBS)等为代表的3种新兴的基于无放射源的煤质在线检测技术,着重分析了其基本原理、技术特点、技术成熟度与适用范围。通过分析可知,随着环保要求的提升,煤中硫分的检测需求将日益凸显,基于无放射源的综合煤质在线检测技术将成为发展方向。

PGNAA中子源热中子输出效率的蒙特卡洛模拟

利用MCNP5模拟了Cf-252中子源产生的中子在经过不同慢化材料后被慢化为热中子的过程。首先根据现有资料建立一个新的球形物理模型;其次添加各种慢化材料进行中子慢化过程模拟;最后分析各慢化材料的最佳厚度,并根据模拟结果得出最佳的慢化材料种类。此次模拟提供了一种不同的中子慢化结构及相应的慢化材料种类和厚度,为产生瞬发伽马中子活化所需的热中子源提供了一种慢化方案。

溴化镧闪烁体探测器性能及应用研究（英文）

LaBr3(Ce)探测器是一种新型闪烁体探测器,具有高光产额,高探测效率,高时间和空间分辨率,高能量分辨率,温度特性良好,抗辐射性能良好,操作简便等优点。从2001年以来,该探测器得到了迅速的研究和应用。LaBr3(Ce)探测器在核共振荧光检测、瞬发γ中子活化分析、爆炸物检测、核医学成像、环境辐射监测、空间辐射探测等方面的应用研究中取得了非常良好的效果。该探测器表现出优于以往用于这些领域的探测器的性能(例如NaI(Tl)探测器、BGO探测器、HPGe探测器等)。介绍了LaBr3(Ce)探测器的性能及其应用研究进展,对代表性文献进行了简析和综述,阐明了其良好的应用前景。

PGNAA探测器屏蔽装置的MC模拟

通过MCNP程序建立模拟模型,对PGNAA探测中子、低能γ屏蔽装置进行模拟,确定了PGNAA探测器最佳的屏蔽材料为0.3 mm的B4C。以此为依据对探测器屏蔽装置结构进行了优化设计,为实际设计提供参考。

电制冷高纯锗探测器宽能区效率刻度

介绍电制冷高纯锗探测器在宽能区探测效率曲线刻度方法,提出并验证了在无低能标准源时可采用^(157)Gd冷中子瞬发γ源进行代替。实验中使用探测效率分段对数拟合及整体对数多项式拟合,对两种拟合方式进行对比,并使用^(152)Eu缓发源和^(157)Gd、^(35)Cl冷中子瞬发γ源能量相交区域进行拟合和误差计算。实验结果表示:整体拟合的计算相对简单,但分段拟合获得数据更为准确,相关性更好。无低能标准源可用时,使用^(157)Gd(n,γ)源效果更佳。

基于Elman神经网络的烧结矿质量在线预测研究

针对传统烧结矿质量检测方法滞后,结果反馈不及时,导致造成烧结过程工艺参数调整不准确的问题,文中提出一种基于Elman神经网络的烧结矿质量在线预测研究方法。根据烧结矿历史生产数据建立以烧结矿转鼓强度和耐磨指数为指标的预测模型,随后对基于瞬发γ中子活化分析(PGNAA)成分技术的工业物料在线检测仪器检测经化学式转化得到的数据进行在线预测,并将结果反馈给烧结过程达到烧结矿质量在线调控的目的。实验仿真结果表明,在线预测明显缩补了物料调控时间,改善了烧结工艺品质,预测结果比较准确。