用于4πβ-γ符合测量的4π多丝正比室研制

4πβ-γ符合测量装置的β探测器通常为单丝结构的正比计数器,由于其电场分布呈发散状,探测面积有限,因此只能进行放射性点源的活度测量。为使4πβ-γ符合测量装置直接测量大面积放射源活度的要求,研制用作4πβ-γ符合测量装置β探测器的4π多丝正比室,并进行β坪曲线测试和本底测量。结果表明,β坪曲线的坪长约270 V,上排和下排阳极丝的坪斜分别为8.3‰和9.6‰(60 Co),8.3‰和8.9‰(90 Sr-90 Y),坪斜均在10‰以内;本底计数率均在10 s-1以内。因此,4π多丝正比室可以作为4πβ-γ符合测量装置的β探测器进行进一步的研究。

涂硼正比计数管中热中子响应函数理论计算及模拟验证

对涂硼正比计数管的热中子响应函数计算公式进行了理论推导。在圆柱形几何结构下,热中子在垂直柱面径向入射和任意角度入射两种情况时的响应函数得到了一种普适性的响应函数表达式,并选取正比管典型尺寸（内径10 mm,涂层厚度3μm）进行蒙特卡罗模拟,对理论推导公式进行模拟验证,理论计算结果与模拟结果基本一致。研究表明,在垂直柱面任意角度入射的情况下,热中子的响应率随入射方向与圆柱中心距离y的增加呈规律性分布,即先增加后迅速降低,有一个峰值。在本文尺寸下,正向峰值在9 900~1 000μm之间,而反向峰值在9 700~9 800μm之间,反向较正向数值上偏小。此外,对理论计算值与模拟值、理论值与实验值的偏差进行了分析,并给出了解释。

^(252)Cf随机脉冲源法测量深次临界瞬发中子衰减常数

运用^(252)Cf随机脉冲源法时幅变换(TAC)方式测量系统,实验获得高浓缩铀椭球壳核系统的瞬发中子衰减常数α。采用单指数和双指数最小二乘法拟合,α值均为100μs^(-1)。用蒙特卡罗方法模拟实验过程,α计算值为110μs^(-1)。结果表明,该系统对深次临界α的测量是有效的。

正比计数器漏电流研究

利用电介质物理、高电压绝缘以及电磁学相关知识分析了正比计数器填充气体和绝缘材料中的漏电流与击穿问题。选择适当的材料可使正比计数器填充气体中的漏电流达10-17A量级,其绝缘材料中的体漏电流达10-12～10-15A量级,考虑其极化效应后还将更小。正比计数器的漏电流与其输出信号电流(10-9A量级)相比小103倍以上,而绝缘材料表面的清洁、干燥程度直接决定其中的表面漏电流。正比计数器填充气体和绝缘材料中的漏电流对输出的影响可忽略且不至于击穿,可应用于强辐射场中的剂量测量。

^(252)Cf快电离室在核物理参数测量研究中的应用

介绍了252Cf快电离室的基本原理和技术水平,描述了它在飞行时间测量、探测器效率标定、瞬发中子衰减常数测量以及252Cf源驱动噪声分析技术等核物理参数测量研究中的应用。

圆柱形正比计数管倍增研究

通过分析圆柱形正比计数管内电场强度,运用Diethorn公式得出自制圆柱形正比计数管内倍增发生在距阳极30μm以内区域;其最小工作电压为370～670V,且随阳极和阴极直径增加而升高,但随阴极变化较缓慢。正比计数管阳极丝直径减小导致其附近电场强度增强,工作气压降低可使其平均自由程增大,这些均会增加管内次级电子数而使倍增因子增大。采用细阳极丝、低工作气压既可降低正比计数管最小工作电压,还能优化其放大性能,使其更适合于深空中的辐射剂量测量。

半导体望远镜β射线谱仪

本文介绍了由厚度为0.3mm、面积为200mm^2的Si(Au)ΔE探测器和厚度为15mm、面积为500mm^2的HPGe E探测器组成的一套半导体望远镜β射线谱仪。其对单能电子的能量分辨为20keV。β谱处理程序可以很方便地用来分析多分支β谱,包括探测器响应函数修正和端点能量及分支比的提取。实验提取的^(152)Eu、^(90)Y和^(56)Mn三个已知β发射体核的端点能量及分支比结果与文献值符合得较好。HPGe探测器也可作为低能γ射线探测器。

CFBR-Ⅱ堆脉冲中子注量测量

为了监测CFBR-Ⅱ堆辐照空间内脉冲中子注量,根据能谱随空间缓慢变化的特点,选择28个特征点,使用239Pu电离室对S活化片进行相对刻度,修正了不同空间区域能谱对S活化片测量的影响,测得了特征点的脉冲中子注量。该方法引入的不确定度为5%;脉冲产额为1.10×1016裂变时,距辐照腔底50mm处脉冲中子注量为5.87×1013cm-2;合成标准不确定度为11%。

2πα、2πβ粒子发射率副基准装置关键技术研究

为解决目前在用的α、β平面放射源活度计量检定和校准问题,保障α、β污染检测仪的量值准确性,对2πα、2πβ粒子发射率副基准装置进行深入研究,更新前置放大器、主放大器,研制大面积的流气正比计数装置和高速计数器,提高整个系统装置的分辨时间,拓展测量范围。该系统首次采用实时数据处理技术去除异常数据,提高测量结果的重复性,减小测量结果的不确定度。实验结果表明:整体装置系统稳定,测量过程实现自动化,优化数据处理、不确定度计算评估,为国内计量部门、专业实验室提供量值溯源和检测服务。

用于微剂量学研究的无壁正比计数器系统

本文介绍了为模拟荷能重离子在等效生物组织中径迹和能量沉积分布研究而设计、制造的无壁正比计数器和探测系统，并利用放射源２３９Ｐｕ的α粒子（能量为５．１５５ＭｅＶ）在５００Ｐａ气压及工作气体为ＣＨ４（１０％）＋Ａｒ（９０％）下，对本探测器系统的分辨率与所加高压的关系进行了实验，并就利用此探测器系统研究微剂量学的研究方法进行了讨论。

内充气正比计数管测量^(37)Ar活度中壁效应的理论研究

通过分析37Ar衰变产生的X射线和俄歇电子在内充气正比计数管灵敏体积中的逃逸及计数管在37Ar活度测量中的壁效应,得出X射线在正比计数管中的逃逸是产生壁效应的主要原因,提出了压力指数外推方法。使用MCNP模拟X射线和俄歇电子在内充气正比计数管中的输运,模拟结果与理论分析结论一致。比较模拟得出的壁效应值与实验测量的壁效应值可知,实验给出的壁效应值是可信的。本工作的研究结果为37Ar测量方法提供了理论支持。

圆柱形涂硼正比计数管的性能参数研究

为了确定涂硼正比计数管的最优性能参数,运用Diethorn公式,对4种不同设计的涂硼圆柱正比计数管的倍增系数、阴阳极尺寸、电场强度分布、气体压强和最小工作电压这些参数进行了研究。结果表明:电子倍增发生在阳极附近几十μm的范围内,阳极丝直径的减小可导致周围电场强度加大,最小工作电压随阴阳极直径增加而提升,充气压力的降低也会使倍增系数变大。确定涂硼正比计数管的最优设计方案为:阳极为半径6μm镀金钨丝、阴极为半径30 mm不锈钢合金、工作电压为1 000 V、填充气体为0.6×105Pa的95%Ar+5%CH4(P5)。

大面积薄窗流气式正比计数器工作电压设置研究

大面积α/β表面污染测量仪采用1 000 cm2薄窗流气式正比计数管作为探测器。为实现α/β射线的同时测量,在反符合—脉冲幅度甄别技术的基础上,针对β信号随电压升高而串道明显的实际问题,分析了原因,提出了串道比约束下的探测器工作电压设置方法,以此保证α/β测量的准确性。实验证明,方法可行并符合国家标准的规定。

时幅变换方式的^(252)Cf随机脉冲源系统数据处理

数据处理过程是应用252Cf随机脉冲源系统测量获得瞬发中子衰减常数的重要环节。通过对模拟数据和实验结果的分析比较,认为应该使用单指数最小二乘法拟合数据。拟合起始道应避开高次项衰减影响,且必需有足够的统计计数。

电离室的多路输出方法

介绍了一种用于多层平板型电离室(或裂变室)的多路输出方法,该方法有利于提高电离室的时间响应,缓解因易裂变材料过多而产生的α粒子信号堆积问题,能够使电离室容纳更多的核材料,提高探测效率。

一种大面积流气式正比计数管的物理特性测试

按照EJ/T 586-91标准和客户合同技术要求,对我们自主生产的大面积流气式正比计数管进行了物理性能测试。测试项目包括:β坪曲线测量、β能量响应;γ能量响应、β效率刻度和连续工作168小时的变异系数测试。文中给出了各项测量数据、图表及测试结论。

4πβ-4πγ相加效率外推法测量^(60)Co、^(134)Cs活度

阐述了由4πβ(PC)流气式正比计数器及大体积井型4πγNaI(Tl)晶体组成的4π-β4πγ活度测量装置,从理论上建立了相加效率外推方程,并利用相加效率外推方法测量了60Co1、34Cs活度,其相对标准不确定度分别为0.29%、0.19%。将测量结果与符合效率外推测量结果进行了比较验证。分析表明,此方法适于复杂衰变核素的活度测量。

高效率快裂变室设计方案

介绍了一支用于瞬发中子衰减常数测量的高效率快裂变室的设计方案。裂变室采用21层平板型电极结构设计,镀层235U质量350mg,对快中子的探测效率达到1‰。采用极板窄间距设计和5路信号输出方式实现裂变室的快时间响应,其通过142型电荷灵敏前置放大器输出的信号上升时间约16ns。

多丝正比室结构优化模拟设计

对超低本底多丝正比室的结构优化进行模拟设计,采用ANSYS有限元分析软件对正比室内部结构进行建模.SRIM软件计算a粒子射程.Garfield程序模拟次级电子在不同参数设置的正比室中的漂移轨迹。模拟结果表明,优化后的正比室可以对不同入射方向的α粒子进行筛选,有效抑制了来自探测器的本底干扰,得到最优的正比室结构设计参数。

核反应堆初次装料过程中堆芯中子计数率监测装置的研制

为实现核反应堆首次装料及换料过程中的安全控制,研制了核反应堆初次装料监测装置,完成了装置相关机械结构、电气结构设计和制造工作,装置主要包括;He正比计数管探头组件、脉冲计数装置等。其中,探头组件采用新型结构,机械结构采用马笼头结构防水接头、防水屏蔽套筒和承重核测多芯屏蔽电缆组合的形式,探头组件电路结构采用快电荷灵敏前置放大器加高压模块一体化的形式。脉冲计数装置采用机柜、NIM机箱、插件形式,包含四个测量通道和一个声光报警通道,可以实现计数率显示、超阈值声光报警等功能。经实验测试,装置满足核反应堆装料过程中子注量率监测的要求,已经应用于红沿河核电站5、6号机组。