钙钛矿晶体高性能γ射线光子计数探测器

射线光子计数探测在医疗诊断、航天和环境监测等领域有重要的应用。钙钛矿是一种新型的光电材料,它对γ射线光子具有优秀的吸收和光电转换特性。本文以高品质钙钛矿晶体作为γ射线光子吸收体,利用溶液外延掺杂的方法生长钙钛矿晶体半导体结。通过调控晶体杂质浓度,使钙钛矿本征层获得很高的电位降落,并利用超厚的本征层充分吸收γ射线光子;通过本征层两侧的p型和n型薄层建立适当的阻挡势垒,抑制暗态载流子的注入,从而降低探测器的暗电流和噪声。研究结果表明,通过溶液法外延掺杂制备钙钛矿晶体γ射线光子计数探测器,可以明显抑制γ光子探测噪声和暗电流,具有较高的γ光子能量以及同位素源活度的识别能力。

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.

测量输油管道石蜡模拟油垢厚度的标定实验初探

采用Na(Tl)闪烁谱仪用两种方法测量了平均能量为1.25MeV的60Co的γ射线在石蜡样品中发生康普顿散射的散射系数。在完全相同的实验条件下,利用此散射系数标定石蜡模拟油垢厚度,其结果最好一组平均相对误差在1.29%左右。

BGO晶体的性能研究

利用蒙特卡罗方法,模拟不同能量的γ射线在BGO晶体中的闪烁过程及不同厚度不同包装下闪烁光的空间分布,发现点光源模型对于晶体出光平面上闪烁光强分布是适用的.模拟表明:BGO与包装之间的界面粗糙时比光滑时空间分辨更好;闪烁中心离出光面越近位置分布越窄,且晶体厚度为4 mm时光产额最大.

NaI(Tl)晶体的性能研究

利用蒙特卡罗方法,模拟能量为140KeV的γ射线在NaI(Tl)晶体中的闪烁过程及不同厚度不同包装下闪烁光的空间分布,得出点光源模型对于晶体出光平面上闪烁光强分布是适用的结果.模拟表明,NaI(Tl)与包装之间的界面粗糙时比光滑时空间分辨更好;闪烁中心离出光面越近位置分布越窄,且晶体厚度11mm时光产额最大.

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。

原子核同核异能态诱发辐射研究进展

介绍了同核异能态的特点和诱发同核异能态的几种机制,如直接光激发、电子跃迁诱导核激发(NEET)和电子俘获诱导核激发(NEEC)。同核异能态的诱发辐射研究目前在国际上竞争激烈,尤其是对最近提出的NEEC的研究。同时探讨了在我国开展这些研究的可能性。

瞬态核诊断闪烁探测技术研究进展

瞬态核诊断是人们了解和把握核反应动作过程及其性质、机理规律的重要手段,在核反应特性研究、核能应用、国家核安全等领域都具有重要应用价值.本文主要介绍近年来在核诊断研究领域发展的ZnO∶Ga、Yb∶YAG超快无机闪烁体、金属有机框架闪烁体和金属卤化物钙钛矿闪烁体的研究状况.包括这些新型闪烁体材料的生长、辐射响应特性、X/γ射线/中子探测、成像应用研究及光子晶体技术等,同时对这些新材料、新技术在瞬态核反应诊断中的应用前景进行了展望.相关内容对脉冲辐射探测技术研究、闪烁探测技术研究和瞬态核反应诊断研究等有一定参考价值.

各向同性γ点源剂量学常量计算

本文利用发射光子的各种放射性核素的衰变纲图、空气对光子的质能吸收系数，Ｗ值的最新数据重新计算了８００多种核素的Γδ，Ｘ和Γδ，Ｋａ值，经初步比较，与以前Γδ，Ｘ和Γδ，Ｋａ的值有比较明显的差别，一般可达２％左右。同时利用ＩＣＲＵ－４７号报告［１］给出的换算系数ＣＨ，Ｋａ、ＣＨ’，Ｋａ分别计算了周围剂量当量率常数Γδ，Ｈ，定向剂量当量率常数Γδ，Ｈ′。

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。

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。

^(161)Tb低能γ射线发射几率的精确测量

利用4疴-γ符合装置和低能光子谱仪精确测量了161Tb衰变γ射线的发射几率。对于25.7 keV、48.9 keV和74.6 keV的低能γ射线,测定结果分别为0.2327 0.0053、0.1700 0.0031和0.1001 0.0019。表明本测量结果的不确定度明显减小。

近水平入射康普顿锐角散射法测油垢厚度的模拟实验研究

用石蜡模拟油垢,60Co放射源的平均能量为1.25MeV的γ射线近水平入射,以一定的散射角接收散射γ光子数,发现散射γ计数与被测石蜡厚度之间存在线性关系。本实验测得石蜡厚度的最佳测量灵敏度为1181/mm,其线性相关系数为0.9909。

γ射线散射法检测输油管油垢厚度的初步实验研究

本文用石蜡模拟油垢,用γ射线垂直入射,以一定的散射角接收散射γ光子数,发现散射γ计数与被测石蜡厚度之间存在很好的线性关系。为散射法检测油垢厚度的实验研究奠定了基础。

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 。

小角度入射法测油垢厚度的初步实验研究

本工作采用石蜡模拟油垢,用^(60)Co放射源平均能量1.25 MeV的γ射线小角度入射,分别在小角度和大角度散射角内接收散射γ射线。结果显示,散射γ计数与被测石蜡厚度之间存在线性关系,而且小角度散射法测量结果比大角度散射法所测结果更好。

一种新的中γ射线和低γ射线辐射机制

从坐标系变换出发,结合相对论中的多普勒公式和光行差公式,对多光子Compton散射进行了研究,导出了多光子Compton散射公式,得出了多光子Compton散射中在高速电子流前方存在中γ射线和低γ射线辐射的结论.

影响γ反散射光子计数因素的分析

推导了一般情况下反散射光子计数的理论公式,通过简化物理模型分析了影响反散射光子计数的各种因素,并且计算得到了不同几何条件下和不同物质的反散射光子计数的差异。

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。

γ射线测距中散射光子影响因素的蒙特卡罗模拟

基于散射光子的γ射线测距技术,具有测距精度高、响应速度快、可靠性高、体积小、重量轻等特点,适用于在苛刻空间环境中实现近距离高精度的高度测量。本文采用蒙特卡罗程序MCNP建立模型,模拟不同条件下散射光子的能量、强度的变化规律,分析了探测距离、源-探距离、γ射线能量、靶目标厚度以及靶目标材料的变化对反散射峰光子能量与强度的影响,得出以下结论:反散射峰光子能量与靶目标厚度(>7 cm)、靶目标材料无关,与γ射线能量、源-探距离正相关,与探测距离负相关;反散射峰光子强度与靶目标厚度(>7 cm)无关,与探测距离正相关,与γ射线能量、源-探距离、靶目标材料负相关。对于不同靶目标材料,模拟计算的反散射峰光子能量分布区间与理论计算结果一致,证实本文γ射线散射光子测距技术的仿真方法可行、结果可信。