放射性氙高灵敏度现场快速自动化监测系统研制

放射性氙监测是禁核试核查现场视察和核设施安全监测的重要项目之一,能够快速准确地甄别违约核活动和预警识别核设施的泄漏。本文综合运用超低温动态吸附、中空纤维膜除杂和现场低本底测量等技术,研制了一套放射性氙高灵敏度现场快速自动化监测系统,用于放射性氙现场取样、分离和测量。测试结果表明,该系统在氡浓度为20 Bq/m^(3)、采样体积为2 m^(3)、分析周期不大于120 min时,氙回收率为79.9%,对^(133) Xe的最小可探测活度浓度(MDC)小于0.26 Bq/m^(3),测量结果的不确定度小于±12%。该系统具有灵敏度高、分析周期短、全流程自动化的特点,能够应用于核设施安全监测、现场视察放射性氙监测、核应急放射性气体监测等场合。

基于放射性气体源体积的虚拟源刻度技术

大气中放射性气体氙同位素的活度浓度值是判断核裂变反应的关键数据,长期以来其准确测量一直是个难题.针对该问题,本文提出和定义了虚拟点源的概念,并使用LabSOCS软件模拟了不同尺寸气体体源和不同高度点源的探测效率,根据计算的数据建立了气体源体积和虚拟点源位置的函数关系.理论上证实了气体源体积和虚拟点位置有良好的线性关系,在理论上为解决虚拟源刻度技术提供了新的途径.

长方体废物箱测量中探测效率刻度的抽样算法

建立了一种蒙特卡罗积分算法和以BECK公式为基础的数值计算方法相结合的抽样算法,该算法用于长方体废物箱测量中探测效率的刻度。该算法用实验测得的探测器角响应函数和有效前面积作为探测器的响应参数,用线衰减系数表征γ射线穿透介质的衰减属性,并根据BECK公式建立被积函数的表达式。在样品的几何空间内均匀抽样,并计算得到射线的衰减路径后,用蒙特卡罗积分算法计算得到探测器对长方体废物箱的活度浓度转换系数。在相同测量条件下,使用本抽样算法和基于BECK公式的数值计算方法分别计算了探测器对样品的活度浓度转换系数。结果表明,两种方法在±2.01%的相对误差范围内相符,说明所建立的抽样算法是正确的。该算法原理简单、计算速度快,且能够被用于复杂几何情况下探测效率的计算。

基于傅里叶变换的逐段本底扣除法

基于傅里叶变换的本底扣除法能够从细节上描述γ能谱本底,但对低能段的描述很不充分。本工作在该方法的基础上,提出了一种逐段扣除本底的方法。对构建的以实测环境γ能谱为基底、包含200 keV、500 keV和2000 keV能峰的γ能谱进行本底扣除,结果显示,所提出的方法对γ能谱低能段本底的描述明显优于传统基于傅里叶变换的本底扣除法:对200 keV的能峰,用逐段法扣除本底后,能峰净计数相对参考净计数的偏差约为传统方法的1/3。并且发现,使用逐段法扣除本底后再使用传统基于傅里叶变换的本底扣除法,本底扣除效果进一步改善。

ISOCS无源刻度软件在准直器屏蔽厚度设计中的应用

准直器设计不仅需要考虑准直器的空间分辨率、灵敏度等因素,而且需要考虑准直器屏蔽厚度对"阴影区"的影响。建立了一种准直器屏蔽厚度的优化设计方法,该方法使用ISOCS无源刻度软件计算了探测器在佩带张角30,°屏蔽厚度分别为5、10、15 cm的准直器的角响应曲线和对无穷大面源在不同角度范围内计数率贡献的百分比。结果表明,当准直器屏蔽厚度为5 cm时,方位角90°处γ射线仍然对探测器存在计数率贡献;准直器屏蔽厚度为15 cm时,探测器视野范围可得到有效控制。该方法不仅可以为准直器屏蔽厚度设计提供依据,同时可以作为准直器探测器的效率刻度和不确定度评定的参考。

^(152)Eu点源掩埋深度与活度的就地测量

针对某地被掩埋的152Eu放射性点源,设计了一种利用152Eu的344.3和1 408 keV全能峰计数率比值就地测量152Eu点源掩埋深度和活度的方法。该方法克服了掩埋介质对测量的影响,使用就地HPGeγ谱仪进行2次测量可测量点源的掩埋深度和活度。用一152Eu标准点源进行实验研究,结果显示,测得的掩埋深度、活度的最大相对偏差分别小于9.5%、4.5%。

放射源探测效率的动态刻度方法

利用^(133)Ba面源和^(137) Cs点源匀速下降,成功刻度了^(133) Xe气体体源的探测效率和^(137) Cs线源的探测效率;利用^(133)Ba面源和^(137) Cs点源非匀速下降,成功刻度了非均匀分布的^(133) Xe气体体源的探测效率和^(137) Cs线源的探测效率。结果表明:匀速下降情况下,尺寸为ф46.8mm×20mm和ф63.5mm×20mm放射性^(133) Xe气体体源的探测效率分别为0.155和0.143,标准不确定度为8.4%(包含因子k=2)。非均匀分布的体源效率和均匀分布的体源效率两者偏差在14%,线源的偏差在23%,可见由非均匀性引起的误差必须进行校正。

放射性氙的探测效率的MC模拟方法

为了满足放射性氙的现场快速测量需求,本文采用基于体素填充的蒙特卡罗方法实现了复杂几何形状的一体化吸附/测量源盒内部的吸附柱中放射性氙同位素的探测效率校准。验证实验结果表明,ULB HPGe探测器对氙同位素探测效率的计算值与实验值的相对偏差小于±8%,说明本文所建立的方法是可行的。

相邻道址插值法合成γ能谱

为实现阵列探测器的γ能谱合成,提出了基于拉格朗日线性插值原理的相邻道址插值法合成γ能谱。使用两个10.16 cm×10.16 cm×40.64 cm探测器组成的阵列进行了方法验证。实验结果表明,用该方法合成的γ能谱的662 ke V全能峰计数相对合成前两个能谱的662 ke V全能峰计数之和偏差为-0.5%,合成能谱的FWHM@662 ke V大于2号探测器、小于1号探测器测得的能谱。

平板高纯锗探测器几何参数修正的解析方法

本文推导了1个用于计算平板高纯锗探测器对点源发射光子的探测效率的数值积分公式，并应用此积分公式进行了高纯锗探测器的几何参数修正。将241 Am、137 Cs点源分别置于平板探测器前端的不同距离（1～20 cm）处进行实验测量，以探测效率的实验结果为拟合真值，利用积分公式通过加权最小二乘拟合获得该探测器的几何参数。将修正后的参数应用于MCNP模拟计算，对59.5及661.6 keV光子，在1～20 cm探测距离范围内，探测效率的模拟值与实验值之间的相对偏差＜1％。研究表明，此解析方法实现了对探测器几何参数的快速修正，结果准确可靠。

大学生生活事件与应付方式的相关研究

目的:通过调查问卷来研究大学生的应付方式与生活事件的特点及它们之间的关系。方法:抽取浙江师范大学部分学生,用"生活事件量表"、"应付方式问卷"量表进行测验。结果:大学生在生活事件中的人际关系上存在一定问题。而在应付方式上,成熟型与生活事件的相关系数说明了大学生中成熟型的应付方式与生活事件的各因子相关性不显著,而不成熟型和混合型的应付方式则与生活事件的部分因子呈显著正相关。结论:不同的应付方式会使生活事件对个体产生不同的影响。

基于虚拟源原理的源边界参数蒙特卡罗反演技术

在就地γ谱仪搜索扫描测量"热粒子"、"放射性汇集点"、"放射性汇集区"过程中,只能给出污染源的大概位置,不能给出源的污染深度等边界参数.本文主要对虚拟技术在就地γ谱仪搜索扫描测量细化污染源边界中的应用进行了研究.将就地γ谱仪测量对象简化成衰减层+放射性热区(测量目标源)+衰减层+干扰源的四层理论模型,运用虚拟技术将源项层虚拟成点源,进一步简化了理论模型,使用蒙特卡罗方法模拟计算探测效率与峰谷比等参数,最后使用最小二乘法使模拟计算结果反演逼近源项实际参数,从而建立了源边界参数反演计算的理论方法及步骤.理论研究和实验结果一致,验证了所建立的计算模型和技术方法是正确可靠的.目前,对于均匀分布的放射性核素,该技术已经能够准确确定污染区域深度分布等边界参数,从而在治理时达到废物处置减容的目的.同时,该技术对于禁核试核查目标核弹头惰层厚度参数的确定也具有重大的参考价值.

沸石分子筛的CO2除杂性能

放射性氙测量通常采用碳分子筛等吸附剂进行吸附分离以提高探测灵敏度,但空气中CO_2的存在会降低吸附剂的吸附性能,同时增大吸附柱的体积、降低气体回收率,因此在氙吸附前需要去除空气中的CO_2。该文研究了不同的沸石分子筛的CO_2除杂性能,测试分析了不同操作条件对除杂性能的影响。结果表明：13XHP沸石分子筛对CO_2的除杂性能较好,温度和CO_2的体积分数对吸附剂性能的影响最为显著,柱前压力和气体流量分别在103~353kPa和564~2 015mL/min的范围内对吸附剂性能影响不大。