中子场及γ射线自吸收在PGNAA测量中的影响研究

在中子活化瞬发γ射线分析(PGNAA)技术测量中,被测样品内部中子场分布及γ射线自吸收对测量结果有一定影响。针对一套水溶液样品中有害元素的检测装置,通过对两种效应统一考虑并进行了理论计算,建立了一套相应的理论修正模型,并将其应用于检测装置的蒙特卡罗模拟计算结果中。结果表明,经该理论模型修正后,样品中中子场分布及γ射线自吸收对分析结果所造成的影响得到了显著改善。

任意几何形状源的γ射线自吸收修正

利用数值模拟的方法对各种不同模型进行了大量计算,研究了在一般几何条件下,核材料自吸收修正曲线的规律。结果证明核材料自吸收修正曲线与源区几何形状及大小无关。这一结论对许多实际问题很有意义并为进一步分析测量数据提供了依据。最后,应用这一自吸收修正形式进行了简单的核素分析。

大样品中子活化分析的理论依据和误差修正

中子活化分析(NAA)是最重要的核分析技术之一。目前,国内和国际上绝大多数NAA实验室只能对小样品(mg～g或μL～mL)进行分析。本工作概要介绍大样品中子活化分析的原理,重点介绍了由于体积增大而带来的中子注量率自屏蔽、γ射线自吸收等修正因子的算法,以及对样品不均匀性的修正方法。

双层介质核材料的γ特征谱分析

双层混合介质放射性核材料的γ谱中包含了被测样品各区不同同位素的γ出射信息。以γ自吸收的一种修正形式及其性质为基础,提出了对双层放射性核材料的γ特征谱的一种简捷分析方法。对于几何结构不十分复杂的一类装置,可由此直接获得样品的分层性质,通过进一步的数据处理,可获得更为详细的组份信息。以双层混合铀材料为例进行了数值模拟实验及γ谱分析,获得了比较高的分析精度。

大质量样品厚度对中子活化定量分析的影响和修正

滑石粉的主要化学成分是Mg3[Si_4010](OH)_2,通过检测面粉中^(24)Mg和^(28)Si原子核的含量,可以计算出面粉中滑石粉的含量.利用中子活化分析方法测量面粉中^(24)Mg和^(28)Si原子核的含量问题时,被测样品内部中子通量和能量随厚度的变化以及γ射线自吸收效应会对测量结果有较大的影响.利用MCNP5 (Monte Carlo N-particle transport code system 5)模拟了中子通量和能量与样品厚度变化的关系,并利用氦3正比计数管测量样品不同厚度处中子通量,结果显示MCNP5模拟结果与实验测量结果基本相符.通过MCNP5模拟和碘化钠探测器测量,研究了γ射线自吸收效应与样品厚度的关系,确定了6.6 cm的样品厚度为最佳实验条件,根据模拟结果给出了特征γ射线计数与样品厚度的关系式,并与实验进行对比,结果符合得较好.

圆柱形裂变材料核装置的γ自吸收

圆柱形裂变核材料2 3 5U或2 3 9Pu装置中各点所发射的γ射线到达探测器前经过材料自身的吸收距离没有球对称性 .通过对吸收的几何分析 ,获得了在与圆柱轴垂直方向上的自吸收修正因子的分析表达式 .由于γ吸收系数 μ是γ能量的函数 ,由此可以计算出不同能量γ的强度比与γ出射方向的关系 ,从而可以获得核装置本身的几何形状和大小的信息 .这一研究对有关核材料的监控。

γ射线空间分布与双屏蔽圆柱形核裂变材料的几何信息

给出了带双屏蔽层的圆柱形核裂变材料的自吸收和屏蔽吸收几何因子(G因子)的精确数学表达式,特别推导几种在实际应用中有价值的近似形式,给出圆柱形核裂变材料的4π空间G因子分布规律;提出一种快速求解圆柱核裂变材料几何特性(圆柱的高与半径)的方法,并用数值计算得出的精确G因子值验证了该方法的可行性.