基于γ光子的叶片沉积物检测系统的设计

针对目前利用γ光子进行发动机叶片沉积物检测需要的流程多,且没有相应软件平台的问题,设计一个γ光子探测装置控制与图像处理系统软件,包括控制探测器进行数据的采集模块、检测图像处理模块以及点云配准模块等的设计。该系统基于Qt平台,集成了VTK、ITK、PCL等C++类库,并设计实现一种基于PCA-ICP的点云配准算法优化。经实验测试表明:该配准算法能够有效提高沉积物检测的效率及精度,并且该系统设计能够实现对探测装置的控制并满足对图像的处理要求。

用不同能量γ光子全能峰相对效率曲线和KCl测定^(24)Na活度方法的研究

研究了利用NaI(f 76 mm?6 mm)探测器不同能量光子的全能峰相对效率曲线和分析纯KCl测量水溶液中24Na活度的方法。所谓相对效率是指不同能量对某一能量全能峰计数效率的归一值。这种方法不需要用活度精确已知的任何核素的标准溶液进行刻度。相对效率曲线的建立是将不同能量 g 光子的相对效率与能量E的关系用最小二乘法拟合成一个函数f(E)=A+BE+CE2+DE3+UE4。这些 g 能量(以MeV为单位)包括56Mn的0.8468、1.8108、2.113,27Mg的0.8438、1.0144,82Br的1.0439、1.3175、1.4748,以及38Cl 的1.6422和2.1676。放射性核素都是利用一个约为130靏的252Cf中子源活化产生。本方法的原理可用于非24Na 其他放射性核素溶液的活度测量,并且更适合于Ge 探测器。当用Ge探测器时,仅用82Br的各种 g 光子能量就能确定全能峰相对效率曲线。

高能γ光子CsI(Tl)谱仪的研究与设计

利用EGS4程序包模拟研究了6.6MeV的高能γ光子在CsI闪烁体中的运动行为,决定了探测这种能量γ光子所需CsI晶体的大小。根据模拟计算和实验的要求,设计了CsI(Tl)γ光子谱仪。用137Cs和22Na源对谱仪的测试表明,此探测器具有较好的探测效率,在0.662MeV的光电峰上可以达到74%。模拟计算对3.3和6.6MeV的光电峰可以分别达到37.12%和23.00%。

聚变中子的γ光子转换

用离散纵标法求解中子－γ光子联合输运方程，以选择实现聚变中子高效转换成γ光子的工作物质。结果表明：核(96)Mo的转换效果最好；若能对聚变中子源适当慢化，则(151)Eu、(153)Eu和(96)Mo的转换效率都很高，其中Eu所需材料最少，而Mo转换的γ能量较高。

高能γ光子成像针孔准直器的解析设计方法

在对高辐射环境进行射线源分布成像时,需要为γ相机设计专门的用于高能γ光子成像的针孔准直器。为了简化针孔准直器的设计过程,使用几个新的解析公式来描述准直器各参数与性能间的关系。首先,采用解析方法推导了更通用的有效孔径公式、角分辨率公式和几何相对效率公式;然后,与采用蒙特卡罗方法模拟计算得到的数值进行比较。结果表明,解析方法提供的计算结果在一定范围内准确可靠。因此,本工作使用的针孔准直器解析设计方法简单方便,物理图像清晰,具有一定的实用价值。

B_4C俘获热中子时产生的次级γ光子所致有效剂量的研究

防护装具用含硼材料中10B俘获热中子时,产生的0.48 MeV次级γ光子经过材料自身衰减后对人体造成的有效剂量,与材料吸收热中子(被俘获)所减少剂量作比较,可评价所用屏蔽材料的合理性。通过建立保守的数学模型,在1.5 cm和2.0 cm两种厚度屏蔽材料情况下,分别计算了未经碰撞的γ光子和经康普顿散射的γ光子所致的总有效剂量。得到的屏蔽材料感生γ射线对人体造成的有效剂量,在材料厚度1.5 cm时为0.89 pSv,2.0 cm时为0.85 pSv,它们都不到防护材料所减少的热中子剂量(10.4 pSv)的8.7%,初步证明材料中使用B4C的合理性。

液氩时间投影室中γ光子重建的研究

通过分析用 GEANT产生的 1 0 0个事例样本 ,确立了判选光子所产生的 Com pton电子径迹的第一和第二顶点的一种方法。基于此方法 ,可以很好地对 L Ar- TPC中产生 Compton电子的 6 .1 3Me V光子的动量和方向完成重建。

γ光子在Mssbauer辐射能量范围内与物质作用的研究

通过γ光子在M ssbauer辐射能量范围内与物质作用的几种基本类型及作用截面的讨论,得到了能够反映出深度信息的理论模型.

由剂量当量率估算52MeV/u^(32)S+Ta的中子与γ光子产额

研究通过测量中子和γ剂量当量率估算 5 2MeV/u32 S束轰击Ta靶时的中子与γ光子产额的方法 ,并给出了估算结果。

实现慢中子-γ光子有效转换的核素的选择

为选出能有效地实现慢中子 γ光子转换的核素 ,根据有关截面数据分析了主要的决定因素 ,并结合具体模型用离散纵标法作了计算。辐射俘获是最佳的转换途径 。

基于正电子湮灭的变结构γ光子探测器设计

正电子湮灭产生的成对γ光子具有511KeV的能量,通过晶体探测器以及合适的核素标记方式可以实现工业件内部腔体的无损检测。为满足工业被测对象结构多变的要求,设计了一种变结构γ光子探测器,可以根据工业件大小调节探测孔径,并实现了晶体探测模块与机架分离,具有成本低、灵活性好的优势。

被动法γ光子Pinhole成像测量Pu部件对称性的数值模拟分析

在深度核裁军销毁核弹头的核查中，通过对部件属性的测量来确认申报的物象为核弹头的部件。Pu部件的对称性测量是认证钚弹头的6个基本属性之一。对称性测量可通过被动法或主动法实现，被动测量方法一般被认为较少地泄漏核弹头的敏感信息。数值模拟被动法γ光子Pinhole成像、分析反演Pu部件对称性的可行性、分析该方法可能泄漏的敏感信息对于发展被动测量方法具有十分重要的意义。

快中子堆n,γ混合场中γ光子注量的测量研究

用热释光探测器对快堆堆外n ,γ混合场进行了区分测量 ,结果表明 :该方法可有效的检测出n ,γ混合场的γ成分 ;为了更较精确地测量快堆n ,γ混合场γ光子注量 ,提出了采用新配方的热释光探测器LiFTLD(6 LiF ,7LiF各占5 0 % )与6 LiFTLD成对使用的方法 .考虑到LiFTLD对中子吸收剂量的响应存在LET效应 ,对LiF(Mg ,Cu ,P)TLD进行了中子响应的LET效应因子RLET的实验测定 (RLET≈ 0 0 5 ) ,在此基础上 ,对6 LiF 7LiFTLD的成对使用测量快中子堆的n ,γ混合场中光子注量的方法进行了实验研究 .实验结果表明 ,混合场中的中子在7LiF(Mg ,Cu ,P)中产生的热释光量 (TL)占n ,γ产生的总TL的 8 1%— 17 1% .实验结果表明该方法是行之有效的 .为钝化中子谱的不确定性所致的影响 ,进一步提高γ光子注量测量结果的精度 ,提出了采用新配方的LiFTLD(6 LiF ,7LiF各占 5 0 % )与6 LiFTLD成对使用测量快堆n ,γ混合场γ光子注量的方法 .

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源(Ⅰ)产生MeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条MeV量级γ射线束及应用站 ,采用 μm波长的红外 (或远红外 )激光与储存环中 3 .5GeV电子束进行康普顿背散射 ,从而获得能区为 1— 2 5MeV的康普顿背散射γ光子束 ,该光子束具有高强度、高极化度 (线和圆极化 )、准单色、方向性好的优点 ,可以广泛地应用于核物理和核天体物理基础研究及相关的应用研究领域 .介绍了康普顿背散射的基本原理 ,并结合储存环参数给出了光子束性能的数值计算结果 .

用指向概率法计算X刀光子通量

在立体定向放射治疗时，计算组织内一系列点处吸收剂量的关键是γ光子通量的计算。用蒙特卡罗方法计算点通量的方法有许多种，我们的经验是选用指向概率法，此方法简单、方便。

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源(Ⅱ)产生亚GeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条亚GeV量级γ束线站 ,采用nm波长的紫外激光与储存环中 3 .5GeV电子束进行康普顿背散射 ,从而获得能区为 3 0 0— 870MeV的γ光子束 .该光子束具有高强度、高极化度 (线和圆极化 )、准单色、方向性好的优点 .文中结合储存环参数给出了光子束性能的数值结果 ,并探讨了相互作用区和标记位置的选择方案 .

医用加速器场所中子和感生γ光子剂量当量的计算分析

医用高能加速器在广泛应用的同时,也存在着相关的辐射屏蔽问题,特别是迷宫内剂量的快速估算。该文对当前典型的迷宫内中子及感生γ光子剂量当量的计算方法进行了汇总,将其应用于多折迷宫的计算案例中,并与基于MCNP(Monte Carlo N-particle transport code)的Monte Carlo模拟值进行对比。结果表明:这些计算方法基本能够较为精确的估算迷道内不同点的中子和感生γ光子剂量当量,与Monte Carlo模拟值的偏差在1个数量级以内,但可能会低于模拟值。在实际应用中,可通过乘以安全系数以防止剂量低估。

某医用放射源核素种类鉴定及活度监测

由于目前查明放射源核素种类及活度手段不多,本研究根据点源γ光子减弱原理得到公式,再利用手提式巡测γ谱仪对废弃放射源进行监测,实现了鉴定放射源种类和大致活度。结果表明,该废弃放射源活度约为4.0×10^(5)Bq,种类为不规则立体状的V类镭-226放射源。本研究的主要优势在于运算速度快,适用于处理并计算由不同类型的基本体构成的复杂几何空间辐射体的大致活度。

用^(60)Co放射源检测油垢厚度的初步实验研究

本文用石蜡模拟油垢,用60Co放射源的1.25M eV平均能量的γ射线垂直入射,以一定的散射角和不同的探测立体角接收散射γ光子数,发现散射γ计数与被测石蜡厚度之间存在不同的线性关系.结果发现,放射源与探测器之间屏蔽的好坏和合理的探测距离对提高线性度有很大关系.本实验测得最佳线性相关系数平方值为0.9981,平均测量精度为1.26mm.这对研究散射法检测油垢厚度和选择合适的探测距离提供了实验基础.

中子激发碳、氧、铁、铜的模拟研究

本文利用欧洲粒子物理实验室开发的一个包容大量探测器描述和模拟工具的软件系统Geant4(版本号:Geant4.7.0,2005)模拟了不同元素被中子激发的特征γ谱。对于不同能量的入射中子,各种特征γ光子有着不同的产额,以此提出了最优化入射中子能量的概念。对元素C、O、Fe和Cu的模拟结果显示,对于不同元素,其最优化能量也有所不同。这些元素的主要特征γ光子能量基本在0.8—7 MeV范围内。