BNCT治疗束γ能谱仪的校准方法研究

受硼中子俘获疗法(BNCT)治疗束的特点所限,源项γ射线能谱的测量难度较大,国际上开展的相关工作很少,且未对其谱仪进行校准。为得到准确的源项γ能谱,本文主要开展了适用于BNCT治疗束γ能谱仪的校准方法研究。谱仪由高纯锗(HPGe)探测器及屏蔽系统组成,因为屏蔽效果很好,无法通过实验方法校准整个谱仪系统的γ响应。由于其主要影响因素是HPGe探测器的死层分布,谱仪可通过下述方法进行校准:对裸探测器进行校准,获取探测器的准确模型;利用精细测量及材料分析得到屏蔽体的精确模型,建立谱仪的计算模型;通过MCNP计算获得谱仪的响应函数。由此将结果溯源至相应的国家或国防标准,确保谱仪关键参数的准确可靠,为后续解谱工作奠定基础。

扫描电子显微镜和能谱仪在玻璃结石成分分析中的应用

玻璃中常见各种结石缺陷,利用透反偏光显微镜可以初步判定玻璃结石的种类,但无法分析结石的成分,且处理样品效率较低。以硅质析晶结石、铝质耐火材料结石、锆质耐火材料结石为例,利用扫描电子显微镜和能谱仪分析结石,可以快速测定结石成分,辨别结石种类,进而推断结石形成的原因。采用该方法可及时准确调整生产,解决玻璃生产中产生结石问题。

宽能高纯锗γ能谱仪环境样品探测效率测试研究

对两种宽能高纯锗γ能谱仪的性能做了测试,研究了不同标准源、距离探测器不同距离以及死时间对两种宽能型高纯锗γ能谱仪探测效率的影响。测试结果表明:两种宽能高纯锗γ能谱仪能量刻度曲线的R^(2)值均为1,线性良好;能量小于165 keV时,两种探测器探测效率明显优于传统P型探测器;样品直径和厚度差异对探测效率影响显著;刻度源距离探测器5 cm和10 cm时,γ能量<391 keV时BE6530的探测效率高于GEM-C65,γ能量>391 keV时BE6530的探测效率低于GEM-C65,测试结果可为测量不同能量选择测试仪器提供参考;扩展了宽能高纯锗γ谱仪活度较高样品的测量范围,可以用修正公式对死时间百分数为50%的计数率结果进行修正,修正后,环境样品在两台仪器的测值相对偏差明显降低。

扫描电子显微镜用X射线能谱仪在定量分析中的应用

扫描电子显微镜用X射线能谱仪分析是元素定量分析的重要手段。对X射线能谱仪定量分析的基本工作原理进行简述,并对X射线能谱仪的定量分析方式、提高定量分析结果准确性的方法,以及定量分析中常见的问题进行了探讨,为进一步提高能谱仪定量分析的准确性提供了一定的参考。

基于闪烁体堆栈的大动态范围一维空间分辨质子能谱仪

随着超强超短激光技术的发展,激光驱动的质子束在多个领域展现出巨大的应用潜力。然而,由于其高瞬态流强、大散角、宽能谱的特点,这种质子束流的精确与高效诊断仍面临挑战。本文展示了一种具有高动态范围和一定空间分辨的闪烁体堆栈谱仪。该谱仪主要由闪烁体堆栈组件和成像系统组成,能够在线诊断激光加速质子束的能谱及横向轮廓。结合光学滤片的使用,能够实现大动态范围的探测。经模拟计算和实验验证,该谱仪能量量程约为5~87 MeV,能量分辨率在82 MeV时为1%。加入光学滤片后,粒子数测量的动态范围可达5个量级。

数字技术在航空伽马能谱仪中的应用

基于峰值采样保持的模拟能谱仪无法满足大尺寸多晶体高计数率的航空能谱测量。本系统采用了Y/U双通道数控增益放大器实现了谱漂的双16位分辨率调节范围,通过高速ADC与CPLD实现数字化能谱仪,在CPLD内部用VHDL语言编程实现基线恢复与峰高数据采集,保证了能量分辨率。结果表明:计数最大通过率大于100k/s,1 024道分辨率137Cs峰谱漂±1道,能量起始阈20 keV。实验证明本系统功耗低,性能可靠,体积小,可应用于航空能谱测量的场合。

大型仪器开放实验混合式教学的探索与实践——以X射线光电子能谱仪为例

在“双一流”高校建设的新时期,大型精密仪器的引进能够完善和提升高校的育人环境,促进学科前沿成果转化,推动高素质创新型科研人才的培养。依托最新X射线光电子能谱仪,结合国际国内科研热点,课题组设计了“X射线光电子能谱技术在先进材料表面研究中的应用”开放实验教学课程,形成了“云课堂-仪器硬件/应用软件现场培训-微课堂-实验项目研究”的新型开放实验混合式教学模式。该开放实验教学模式集知识养成、实验技能基础和学科关键问题于一体,不仅能丰富学生学科仪器的知识储备、提升学生严谨科学的实验操作素养,促进学生主动思考、提高主动分析和解决问题的能力,而且有利于培养学生关注科技前沿的意识和兴趣,激发学生投身科研事业的热情,开阔学生的视野,推动学生原始创新的动力。

基于高速电流脉冲前放的数字式电荷积分型能谱仪系统设计

基于电流脉冲前放的数字式电荷积分能谱仪可以对29 Mcps的信号发生器测试信号输入保证99.98%的脉冲通过率.该文设计的数字式电荷积分能谱仪系统连接NaI(Tl)探测器对Cs-137放射源测量,统计其通过率为82.3kcps,662keV射线能量分辨率为7.53%,系统死时间为2.26%.相同条件下,传统数字化能谱仪系统的能量分辨率为7.53%,系统死时间为24.5%.通过实验可知,该文设计的DQDC数字化能谱仪系统相比于传统数字化能谱仪具有更高的脉冲通过率,能量分辨率大致相当.

电子探针波谱仪和能谱仪在材料分析中的应用及对比

作为微区分析的有效手段,电子探针(EPMA)在材料成分的定性、定量、线分析以及元素面分布的分析方面等有着广泛的应用。特别是随着技术的不断进步,场发射型电子探针在同时获得高分辨率的图像和精确的成分分析方面有显著的优势,为材料分析提供了更多的可能性。本文以岛津EPMA-8050G型场发射型电子探针在材料分析中的典型应用为例,结合配备的能谱仪附件,对利用电子探针波谱仪和能谱仪进行材料的成分分析进行介绍和对比。另外,EPMA-8050G型电子探针配置的背散射电子探测器性能优异,能够初步观察材料的晶粒取向信息,可以用来分析和判断EBSD样品的前期制样效果,进一步扩展了电子探针在材料分析方面的应用。

航空γ能谱仪无源效率刻度方法研究

因人工放射性核素的航空γ能谱仪实物刻度模型匮乏,导致难以依据航空γ能谱准确反演地面人工放射性核素的含量。本文基于窄束γ射线指数衰变规律与微积分的思想建立了任意形状的γ辐射源上空航空γ能谱仪无源效率刻度的数值计算模型。通过低空探测实验、高空变化趋势分析、5-100 m高空探测实验证明该模型适用于任意位置点源航空γ能谱仪全能峰探测效率数值计算。同时计算发现在低空探测时不同γ辐射的面源与体源的航空γ能谱仪全能峰探测效率与MCNP5模拟值的相对偏差在±1.5%以内,且含1 460.83 ke V或2 614.533 ke Vγ射线的无限大体源90-150 m探测高空计算结果与石家庄动态带上的实验值相对偏差为8.33%-15.82%。上述实验充分证实该无源效率刻度计算模型适用于航空γ能谱探测实践,为利用航空γ能谱仪寻找丢失放射源及核事故应急监测提供技术支持。

多道伽马能谱仪中的特征峰稳谱技术

介绍一种用于微机多道伽马能谱仪的稳谱装置及稳谱方法 ,该装置采用新型非易失性数字电位器、89C5 2控制器等大规模集成电路 ,具有集成度高、功耗低、可靠性高等优点。文中详细介绍了有关软硬件、稳谱方法及实际应用效果。试验结果表明 ,对 10 2 4道微机伽马能谱仪在 - 5～ 45℃的工作环境下 ,其特征峰漂移≤± 1道。

扫描电镜能谱仪在涂料中的应用研究

随着涂料工业的发展,对涂料分析的要求也越来越高,扫描电镜能谱仪(SEM/EDS)是涂料微区分析的重要手段之一,它在分析样品表面形貌的同时还可以分析某一微区的元素组成,二者结合可以在涂料颜填料质量控制、颜填料分析、涂层分析、涂料全剖析等方面发挥重要的作用,为改进涂料工艺、提升产品质量提供强有力的技术支持。文中结合SEM/EDS在各个方面的应用实例,对SEM/EDS在涂料中的应用展开系统的讨论。

大体积NaI(Tl)数字式车载γ能谱仪的研制

车载γ能谱仪主要应用于区域放射性核素活度测量、放射源搜索及核污染检测,而数字化技术是提高车载γ能谱仪灵敏度与快速响应的有效方法。本文研制了可支持1~5个4L大体积NaI（Tl）的数字式车载γ能谱仪系统。该系统采用数字核脉冲处理技术独立获取多个NaI（Tl）晶体的能谱,并通过无线WiFi、快速以太网、RS232等3种方式发送谱线数据给军用计算机。本系统在计算机上实现了实时核素识别、数字成图、色差能谱显示、ROI监控、数据回放等功能。结果表明,本系统采用数字技术后提升了车载γ能谱仪的能量分辨率、低能射线识别度和能量线性度,且具备更加稳定精确的数字稳谱效果。该系统不仅可用于放射性资源勘查,也可用于快速核应急、核污染检测、放射源搜索等。

基于基线自动恢复技术的数字多道能谱仪

不同放射性强度的测量应用中,探测器输出核脉冲信号的基线将发生漂移,进而造成多道能谱仪的谱线漂移和能量分辨率损失。尽管采用数字基线估计方法可以对核脉冲信号的基线进行正确估计,但纯数字基线恢复算法无法有效处理核脉冲信号基线漂移对前端电路的影响。采用最小平均值基线估计方法,先在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)中进行数字基线估计;然后通过SPI总线将基线估计值传入微控制器(Micro-Controller Unit,MCU),MCU根据基线值判断是否进行基线调节,将基线估计值传入数模转换器(Digital-to-analog Converter,DAC);最后在前端电路中实现核脉冲信号的基线恢复。基于La Br3(Ce)探测器的测试结果表明:采用该基线自动恢复技术的数字化多道能谱仪能够实现核脉冲信号的基线自动恢复。在高放射性测量条件下,测量系统能够解决因基线漂移引起的谱线漂移问题,使系统能量分辨率保持稳定。

新型便携式微机多道γ能谱仪的研制

介绍了一种新型便携式微机多道γ能谱仪,该仪器由低本底γ射线探测器、温度补偿及特征峰稳谱电路、多道ADC、嵌入式微功耗计算机等组成。仪器中使用无"参考源"稳谱技术,从而实现γ能谱测量,其测量的能量范围为50～3000keV,对天然的铀、钍、钾元素的检出限分别为0.8×10-6、1.5×10-6、1.4×10-3。主机3.4kg(含电池1.2kg),探头0.6kg,适用于野外现场和室内对各种物质的γ能谱测量。

扫描电镜-X射线能谱仪在丹巴地区铂族矿物物相特征分析中的应用

丹巴地区铜镍硫化物铂族矿床品位低、铂族矿物颗粒细、铂族元素间的类质同象普遍,此类铂族资源的赋存状态研究及矿石的选冶长期以来都是较为棘手的问题。本文采用扫描电镜-X射线能谱仪器组合,对丹巴铜镍硫化物铂族矿床中含量达到1‰的元素进行快速的定性/定量分析,研究了铂族矿物原位的赋存状态和形貌特征。通过扫描电镜观察到该矿床的铂族矿物主要为砷铂矿、锑钯矿、碲锑钯矿,其次以自然铂、硫砷铑矿、硫砷铱矿,呈椭圆状、纺锤状等形式赋存于黄铁矿、磁黄铁矿及蛇纹石中,部分以类质同象的形式存在,极少量的铂与钯元素呈固溶体形式存在。X射线能谱分析表明该矿床中主要的铂族元素为Pt、Pd,其次为Ru、Rh、Ir、Os;点分析表明砷铂矿中Pt的含量为52.84%,锑钯矿中Pd的含量为45.15%;线扫描和面扫描分析表明铂族元素主要分布在含铁的硫化物中,Pt、Pd等铂族元素的含量与铁、镍的含量成正相关关系,反映了丹巴地区铂族元素亲铁、亲镍、亲硫的地球化学特征。

海洋拖曳式γ能谱仪在渤海的应用

为了加快我国海洋矿产资源勘探与开发,研制了中国第一台海底拖曳式多道γ射线能谱仪,并在渤海地区进行了初次用于勘查油气田的测量试验,结果表明:仪器可以在现场测量海底沉积物、岩石等的天然放射性核素铀、钍、钾(40K)的含量,在已知油气田上方放射性核素的含量出现相对低值异常,本方法具有现场、快速和经济的特点.

基于PDA和蓝牙的便携式多道γ能谱仪

介绍一种基于PDA和蓝牙并嵌入GPS的便携式多道γ能谱仪,该仪器采用数字化探头和PDA分体式设计,以PDA为核心,开发了基于Windows CE平台的γ能谱仪应用软件,实现了γ能谱仪的无线通讯、数据处理及GPS功能。实验结果证明基于PDA和蓝牙的γ能谱仪具有功耗低、抗干扰性强、便携性好等优点,适用于野外现场和室内对各种物质的γ能谱测量。

脱落种植体表面刮治与喷砂处理的扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)分析

目的观察刮治和喷砂对脱落种植体表面的影响。方法对临床上因种植体周围炎脱落的Bego Semado S系列种植体进行表面刮治和喷砂,扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)下观察形态,用X射线能谱仪(energy dispersive X-ray spectrometer,EDS)进行表面元素分析。结果 SEM下观察,刮治能够清洁种植体表面,喷砂后能进一步清洁种植体表面。元素分析表明喷砂能够大幅降低脱落种植体表面的C元素含量(P<0.05),提升种植体表面Ti元素的原子百分比(P<0.05)。结论在Bego Semado S系列种植体周围炎的治疗中,进行喷砂处理是必要的。