一套反宇宙射线HPGeγ谱仪系统的建立

放射性核素监测是全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)4种监测手段之一。针对放射性核素样品活度低的特点,研制了一套反宇宙射线HPGeγ谱仪系统。相对于原始的γ能谱,在15~2700 keV能量范围内,反符合方法使全谱积分本底降低为原始谱的1/8,提高了对放射性核素的监测灵敏度。使用该系统对气溶胶样品测量7 d,^(140)Ba的最小可探测活度为10 mBq,达到了全面禁止核试验条约对核素实验室核准认证的技术要求。这不仅在CTBT放射性核素核查工作中具有重要意义,在辐射环境监测中也具有重要的应用前景。

RisøNaIγ谱仪在不同类型沉积物中环境剂量率的应用研究

光释光测年被广泛的应用于地球科学和考古学等领域的年代学研究,而如何准确测量环境剂量率是光释光测年的关键问题之一。研究利用丹麦RisøNutech所提供的铀(U)、钍(Th)、钾(K)等标样,标定了实验室的RGS-19A型NaIγ谱仪。选择不同类型沉积物,进行了不同测量时间对实验结果的影响研究,结果显示随着测量时间增加,测量误差减小,在测量时间达到6 h就可满足其要求,可作为测试样品的固定测量时间;进一步对于岩性均一以及岩性不均一的36个地质样品开展了RisøNaIγ谱仪法与ICP-MS法,RisøNaIγ谱仪法与中子活化法测定环境剂量率的对比研究。研究结果表明,对于大部分样品两组不同方法测量结果在误差范围内基本一致(±1σ),NaIγ谱仪与ICP-MS法及中子活化法的剂量率平均之比为1.13±0.03(n=36)。说明研究仪器测量结果是可靠的,此仪器RisøNaIγ谱仪可以广泛应用于不同类型沉积物光释光测年的环境剂量率测量中。

γ谱仪效率刻度标准源的制备

介绍了１种常用的热焊封制备γ点源的方法，并制备了几种核素的γ点源。在γ谱仪上进行了检验，得到了计算值和测量值一致的结果。同时，将高纯锗γ谱仪作了更准确的效率刻度。

环境电离模型辐射体源放射性核素活度浓度的HPGeγ谱仪就地测定

本工作建立了由圆柱型环境电离模型辐射体源发射的γ光子进入HPGeγ谱仪晶体发生相互作用以及γ光子能量沉积的物理数学模型 ,自编了蒙特卡罗 (MC)模拟软件GED8.FOR ;模拟计算了一台便携式就地HPGeγ谱仪 (54 .8mm× 57.9mm ,ε=30 .3%,FWHM =1.71keV)就地测量模型辐射体源内放射性核素活度浓度的校准因子。利用该谱仪对核工业放射性勘查计量站的圆柱型环境电离模型辐射体源内放射性核素活度浓度进行了就地测量分析 ,分别测得 10个模型辐射体源内放射性核素 ( 2 3 8U、2 2 6Ra、2 3 2 Th和40 K)的活度浓度值 ,并与上述模型辐射体源的取样分析结果进行比较。对各模型辐射体源内的主导放射性核素 (即所掺矿粉且含量较高的核素 )而言 ,两种方法的结果在± 6 .2 %的偏差范围内吻合 ;

手持式γ谱仪用核辐射探测器综述

介绍了γ谱仪探测器基本性能评价指标,分析了手持式γ能谱测量中常用的核辐射探测器,如高纯锗、碘化钠、碘化铯、碲锌镉和溴化镧等的主要性能特点,指出碲锌镉和溴化镧的产生与发展,以及高纯锗谱仪小型化是近年来手持式γ谱仪探测器技术的主要进展。为了应对不断增长的手持式放射性核素识别应用需求,建议加强碲锌镉和溴化镧探测器研制及其在手持式谱仪中的应用研究。

几套就地HPGe γ谱仪系统的死时间修正

用强源干扰法实验研究了几套就地HPGeγ谱仪系统的死时间修正问题,得到了在不同百分死时间下的修正因子,拟合获得了修正函数,并与谱仪系统的自动修正结果进行了比较分析。结果显示:在实验所控制的死时间范围内,死时间与修正因子间呈线性关系;谱仪系统自动修正结果与实验修正值间的最大相对偏差小于4.4%。这说明,在1.13%～52.95%死时间范围内,这几套谱仪系统的死时间自动修正结果是准确的,也表明现代γ谱仪系统死时间修正技术是有效的,可应用于数据分析中。

地形对车载就地HPGeγ谱仪测量结果的影响

本文简要描述了车载就地HPGeγ谱仪实际测量结果受几种地形影响的程度。以137Cs测量为例 ,通过Beck公式计算 ,经理论模型的近似估算 ,得出了现场几种不同地形影响下的比活度计算值与测量结果的相对偏差。结果表明 ,在本文给出的三种地形 (台阶、冲沟和山包 )条件下 ,假定137Cs在土壤中均匀分布 ,当测量高度为 4m时 ,地形对就地HPGeγ谱仪测量结果的影响小于 2 0 % ;随探测器距地面高度增加 。

用半导体γ谱仪分析稀土产品中放射性核素的含量

使用半导体γ谱仪,测定由三种典型的稀土原生矿物(离子吸附型稀土矿、氟碳铈镧矿和独居石)及其它矿物生产的稀土产品中γ放射性核素的组成,绘制能量-效率刻度曲线,计算稀土产品中^(227)Ac,^(226)Ra,^(228)Ra,^(138)La等放射性核素的含量。

HPGeγ谱仪体源探测效率与射线能量和体源密度的关系

通过采用蒙特卡罗程序MCNP4B模拟计算出6种不同基质环境样品的探测效率，得出在体源形状、密度相同，能量范围从200-1500keV时，HPGeγ谱仪探测效率基本上不随样品成分而变化；并模拟计算出体源密度范围从0．4～1．8g／cm^3，能量范围从200-1500keV的探测效率。按照最小二乘法原理，用一个拟合公式来描述HPGeγ谱仪对体源的探测效率与能量和密度的关系，其复相关系数为0．999818，最大相对残差为1．20％。通过实验验证，得出此拟合公式的正确性。

HPGeγ谱仪分析环境水平放射性比对样品

描述了参加 1999年由卫生部工业卫生实验所组织的“全国环境水平放射性γ谱方法测量比对”的结果。比对样品包括矿石粉、工业粉尘、可食植物和类似土壤的“准标准物质”。用 HPGeγ谱仪采用刻度系数法或效率曲线法分析了所有比对样品 ,并进行了自吸收校正。测量的核素有 2 3 8U、2 2 6Ra、2 3 2 Th、2 2 8Ra、4 0 K、2 10 Pb、2 0 8Tl、7Be、60 Co和13

就地γ谱仪测量某坑道内^(222)Rn-^(220)Rn子体剂量比

为了解某坑道内222Rn-220Rn子体α潜能浓度比及剂量比的变化,使用就地HPGeγ谱仪分别在坑道内密闭环境和通风两种状态下进行测量,使用相对效率法和α潜能浓度法对测量结果进行分析。结果表明:测量期间,密闭坑道内222Rn-220Rn子体α潜能浓度比平均为3.6,子体剂量比平均为10.8;通风8小时内,坑道中222Rn-220Rn子体α潜能浓度比平均为1.2,子体剂量比平均为3.6;通风约14小时后,坑道内222Rn-220Rn子体α潜能浓度比平均为0.2,子体剂量比平均为0.6,220Rn子体剂量占222Rn-220Rn子体总剂量份额的62%。使用就地HPGeγ谱仪可快速、连续得到坑道内222Rn-220Rn子体α潜能浓度比及剂量比,在未来的222Rn-220Rn剂量研究中有着广阔的应用前景。

基于用MCNP程序模拟的HPGeγ谱仪的屏蔽

采用蒙特卡罗程序MCNP模拟了实验室HPGeγ谱仪外层屏蔽物对本底γ射线的屏蔽计算,了解物质对γ射线的屏蔽效果,并在实验的基础上给出了模拟的基本数据。然后通过HPGeγ谱仪的实测谱与模拟结果相比较,以验证模拟计算的正确性。

一台反康普顿HPGeγ谱仪的性能改造和应用

主要描述了一台反康普顿HPGeγ谱仪系统改造前后的结构和性能。由于原有系统的积分本底偏高,在对它进行性能测试、本底来源分析之后,采取了改造屏蔽室,更换低本底主探测器等措施。通过细致的调试,测试了主要性能指标。积分本底(能区50～2000keV)由原67min-1(主探测器相对探测效率为40%)降至约20min-1(主探测器相对探测效率为50%)。标定了滤材样品的探测效率曲线,计算了大气气溶胶取样样品中140Ba核素的最低可探测浓度(MDC)。在大气中212Pb浓度约0.3Bq/m3时,140Ba的MDC可达10μBq/m3。

高纯锗γ谱仪对放射性标准土壤的探测效率刻度

通过测量放在样品盒内压实后8个不同高度的土壤标准物质,得到高纯锗γ谱仪的γ射线能量效率曲线,并用蒙特卡罗程序MCNP 4C进行相应计算。结果表明,实际测量值与蒙特卡罗方法计算值符合得较好。

反宇宙射线γ谱仪系统测量氙同位素活度

放射性氙同位素是全面禁止核试验条约(CTBT)重要的监测内容。针对CTBT氙同位素样品活度低的特点,建立了一套反宇宙射线γ谱仪系统。相对于原始γ能谱,在20~2 400keV能量范围内,采用反宇宙射线屏蔽后,全谱积分本底降低了约6倍。使用反宇宙射线HPGeγ谱仪系统对氙同位素样品测量3d,^(131) Xe^m、^(133) Xe^m、^(133) Xe和^(135) Xe的最小可探测活度分别为3.2、4.3、2.8、6.1mBq,达到了全面禁止核试验条约对核素实验室核准认证的技术要求。

HPGe 低本底反康普顿γ谱仪

本文报道了以ＨＰＧｅ为主探测器的低本底反康普顿γ谱仪。该谱仪以环形和圆柱形ＮａＩ（Ｔｌ）组成阱型反符合屏蔽探测器，以钢、铅及不锈钢等材料组成复合结构屏蔽室。对４０Ｃｏ１３３２．５ｋｅＶγ射线，ＨＰＧｅ主探测器能量分辨率为１．８６ｋｅＶ，相对效率为３８％。在阱型反符合屏蔽条件下，谱仪对１３７Ｃｓ点状薄膜源测得康普顿抑制系数为４．４；峰康比为８７０∶１；５０～２０００ｋｅＶ能区内每ｍｉｎ积分本底为７．５；测量时间１０００ｍｉｎ，置信度为９５％，谱仪对１３７Ｃｓ点薄膜源的最小可探测活度为３．８ｍＢｑ。

土壤样品中的含水量对HPGe γ谱仪探测效率的影响

为了考查环境土壤样品中含水量对放射性活度测量准确性的影响,采用蒙特卡罗程序MCNP4B模拟计算了当土壤样品具有不同含水量时,对不同能量γ射线用(HPGe)探测器测量效率的影响,得到了γ探测效率受含水量影响大小与样品水分含量和与γ射线能量的关系,以此关系可以得出一定含水量对不同天然放射性活度测量准确性的影响。

基于HPGeγ谱仪的土壤样品分析

使用宽能超低本底HPGeγ谱仪,分别采用无源效率刻度曲线法和相对测量比较法对土壤样品中226Ra、232Th、40K、238U的放射性活度进行了测量。通过对计算结果的对比分析得出:在150 keV以上的中高能区无源效率刻度方法与传统相对比较法对相同样品的测量分析结果具有很好的一致性,在无标准源可依或现场测量分析等情况下,无源效率刻度方法是一种比较理想的效率刻度方法。

高纯锗γ谱仪监测进出口水产品核污染的应用研究

【目的】建立并应用高纯锗γ谱仪监测水产品中放射性核素的方法对山东口岸进出口水产品核污染情况进行监测,及时判断日本福岛核泄漏事故对我国进出口水产品质量安全产生的影响。【方法】样品经洗净、晾干,取其可食部分进行烘干、粉碎、装样预处理,用高纯锗γ谱仪进行放射性核素检测;然后随机选取3种137Cs阳性样品,制成3组平行样品进行测量,分别在0.5、1、2、4、6、8、12、18、36 h时保存图谱,用DSA-1000数字化谱仪进行解谱,用Genie 2000谱分析软件对所得图谱进行数据分析,得到不同时间内样品中各监测核素的比活度。【结果】测量时间<6 h时,随着测量时间延长,检测结果呈缓慢的递增趋势;检测时间>8 h后检测结果趋于稳定。在所检测的1127份样品中,放射性核素的检出率8.9%,涉及的放射性核素主要有134Cs、137Cs和110 mAg,其检出率分别为6.21%、5.15%和2.75%;137Cs的最高比活度为27.8 Bq/kg,134Cs的最高比活度为16.7 Bq/kg,所检测阳性样品中134Cs、137Cs、110 mAg的比活度远低于各国限量标准。【结论】高纯锗γ谱仪监测水产品核污染的检测时间以6～8 h为宜;日本福岛核泄漏事故后我国的进出口水产品尚未出现重大核污染现象,但仍需继续进行监测。

一套用于现场视察的车载NaI(Tl)_γ谱仪系统的研制

研制了移动式车载NaI(Tl)γ谱仪扫描测量系统,主要用于快速甄别地面及空气中的人工放射性异常。系统主要由大体积NaI(Tl)探测器阵列、数字多道、GPS、电子学柜及越野车组成。系统研制中,以MC计算和实验数据为依据,选择订制了满足需要的探测器;以40K 1 461 keV能峰为稳定参考峰,实时校准峰位,解决了系统谱漂移问题;用抽样率转换方法实现了两个探测器能谱的合成;采用基于噪声调整的奇异值分解法(NASVD)实现能谱降噪、本底剥离与放射性异常甄别;采用实时读取与删除多道数据、在计算机缓存中处理数据后再备份的方法,实现了对不允许测量核素的能窗屏蔽功能;基于C#编写测控软件,实现了谱获取、储存与处理、扫描轨迹记录与显示等功能。系统适用于禁核试核查现场视察与大区域放射性污染场址污染治理,还可应用于一般环境放射性调查及核应急等工作。