基于快中子激发γ射线活化分析的柱状金属元素分布检测研究

利用氘-氚中子发生器结合高纯锗探测器搭建了平台,选取不锈钢柱状作为样品进行测量,对Fe和Cr元素的含量以及分布进行分析.通过蒙特卡罗模拟计算分析了样品处的有效快中子通量,并对标准样品进行了测量.结果显示,Fe和Cr的含量与特征峰净面积成线性变化关系,检测限分别为24.98%和11.54%,平台对Fe和Cr的空间分辨率分别为1.65和1.83 cm.该平台对未知样品中的Fe和Cr的分析结果与X荧光分析结果的偏差在7%之内.研究结果为该技术在后续实际应用提供了研究基础.

基于快中子激发γ射线活化的铒元素测量研究

在核燃料的生产过程中会添加中子毒物提高性能,铒是一种常见的中子毒物,在这类核燃料生产过程中需要对铒的含量进行测量分析,而瞬发γ射线中子活化分析(Prompt Gamma-ray Neutron Activation Analysis,PGNAA)是一种适用于大体积样品检测的无损检测技术。针对PGNAA技术对大体积铒样品检测的可行性进行了研究,利用氘-氚(D-T)中子发生器和高纯锗探测器搭建了测量平台,选取氧化铒作为样品,利用快中子与铒元素反应发射的815.9 keV特征峰进行测量分析,对样品处的中子能谱信息进行了模拟计算和实验分析,并对样品的校准曲线进行了刻度。结果显示,特征峰含量与铒元素的质量呈现良好的线性关系,该测量平台对铒元素的检测限为28 g,同时发现238U的伴生γ射线对于特征峰测量无干扰,研究结果为后续的核燃料中铒元素分析奠定了研究基础。

利用中子感生瞬发γ射线分析水泥生料中的元素含量

利用中子感生瞬发γ射线分析法(NIPGA)分析水泥生料中的元素含量。结果表明CaO、SiO2、Fe2O3和Al2O3的分析值和化学方法的测量值比,偏差分别小于0.60%、0.40%、0.40%和0.40%。此方法不仅分析速度快(15min检测一个样品),还能实现多元素的同时分析,是一种适应水泥工业现代化的分析方法。

中子感生瞬发γ射线能谱的蒙卡模拟

中子感生瞬发γ射线分析(PGNAA)中使用蒙卡技术模拟物料与中子反应后产生的瞬发光子在NaI(Tl)探测器中的响应一直是一个难点。介绍了用于PGNAA的专用蒙卡程序NPTrans,NPTrans能够进行中子、光子级联输运并能够给出光子在NaI(Tl)探测器中的响应。给出了蒙卡模拟能谱与实验数据的比较。NPTrans的开发经验为其他研究开发专用的蒙卡程序提供了一定的借鉴。

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。

WC-12Co涂层对中子、γ射线的屏蔽特性及其结合强度的辐照效应

采用常规氧-乙炔焰喷涂技术制备WC-12Co涂层,模拟计算了涂层对中子、γ射线的屏蔽特性。将试样分别置于5#固体镭γ源、Am-Be中子源接受100天辐照,测试辐照前后涂层的结合强度,EDS能谱分析了辐照前后涂层界面元素分布规律。结果表明,γ光子能量小于0.01MeV时,0.5～1mm厚的WC-12Co涂层可以屏蔽98%以上的射线。1mm厚的WC-12Co涂层可以屏蔽12%的热中子,快中子屏蔽效果欠佳。涂层经中子辐照后强度提高20%～50%,γ射线对涂层强度没有明显影响。中子辐照前后涂层界面元素无扩散现象。初步分析认为,中子辐照后涂层强度提高可能与材料屈服强度、抗拉强度的提高有关。

中子感生瞬发γ射线在线分析技术的进展(1988～2002)

对1988～2002年间中子感生瞬发γ射线在线分析(NeutronInducedPromptGamma-rayAnalysis,NIPGA)技术的发展进行了叙述。目前分析技术已进入脉冲快热中子的非弹反应和俘获反应联合分析(PulsedFast-ThermalNeutronsAnalysis,PFTNA)阶段。采用的中子发生器寿命已突破10000h,多道谱仪已发展成全数字化整体式现场用谱仪,HPGe探测器的相对探测效率达100%,常温高分辨的TeZnCd探测器已开始应用。在软件方面已采用蒙特卡罗-库最小二乘法解决了中子活化瞬发γ射线分析(PromptGammaNeutronActivationAnalysis,PGNAA)中的非线性反转问题。

星载核爆脉冲γ射线及中子监测技术的进展

卫星有效载荷对大气层和太空核爆实施探测、定位和识别是各核大国争相研究的前沿课题。回顾了美国主要监测卫星对核爆脉冲γ射线及中子监测的早期技术,包括天基系统构成、辐射探测器和探测方法,对未来大气层和太空核爆监测技术和装备进行了展望和设想,以期为相关领域的研究提供一定参考。

中子、^(137)Csγ射线及混合辐射对淋巴细胞微核的影响

目的:比较中子、^(137)Csγ射线及中子/γ射线混合照射对人淋巴细胞微核、核质桥和核芽的影响。方法:将两名志愿者的外周血淋巴细胞随机分为对照组、中子、^(137)Csγ射线和中子/γ射线混合照射组,用胞质分裂阻滞法分析不同处理组人淋巴细胞微核率、核质桥率以及核芽率的差异;结果:外周血淋巴细胞经中子、^(137)Csγ射线和混合照射后的CB微核率高于对照组,经中子和混合照射后的CB微核率高于^(137)Csγ射线照射组,中子/γ射线混合照射后的人淋巴细胞微核率高于中子照射组,差异具有统计学意义(P<0.01);中子/γ射线混合照射诱导的核质桥率和核芽率高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:以微核率为生物终点,中子/γ射线混合照射对人淋巴细胞引起的损伤严重,说明混合照射可能存在一定的协同作用。

基于中子诱发瞬发γ射线煤质在线分析的初步探讨

本文从实验出发，对基于中子诱发瞬发γ射线法进行煤质在线分析做了初步的探讨，测出几种不同煤炭样的瞬法伽玛射线谱，得出了该种方法用于煤质在线分析不但可行，而且具有很大潜力的结论。

ERK通路在中子和γ线致IEC-6细胞损伤中的变化及IL-11的调控作用

目的复制中子和γ线致肠道损伤的体外模型，探讨ERK通路的变化规律及IL-11对其调控作用，为阐明中子和1线致伤差异的分子机制并寻找有效的防治措施提供依据。方法采用4Gy中子和10Gy1射线照射IEC-6大鼠肠上皮细胞，并于照射前12h或照射后即刻给予100ng／ml的rhIL-11，采用流式细胞术、Westernblot和图像分析技术，分别检测IEC-6细胞凋亡和坏死率以及Raf-1、MEK1／2、ERK1／2表达及活化的变化。结果中子和叫线均可造成IEC-6细胞损伤，且前者损伤更重；应用IL-11后，二组凋亡率和坏死率均出现下降。1射线照射后6～24h，IEC．6细胞Raf-1表达和活化及MEK1／2活化升高，ERK1／2活化减弱，IL-11处理组于照射后5～15min可增加Raf-1和MEK1／2活性，照射后6h抑制ERK1／2活化。中子照后6～24h，Raf-1表达和活化及MEK1／2活化无明显变化，ERK1／2表达和活化升高，与照射组比较，IL-11处理后6h，Raf-1表达变化不明显，照射后6～24h，MEK1／2活化升高，IL-11在照射后6h抑制ERKl／2活化，照后24h增加ERK1／2表达及活化。结论中子照射造成IEC-6细胞ERK1／2活化，而γ射线照射则表现为抑制作用；IL-11通过调控ERK通路对二者造成的肠损伤具有防护作用。

^(252)Cf中子后装治疗机剂量测量方法初步研究

目的:研究252Cf中子后装治疗机中子-γ射线混合场的中子和γ射线剂量测量方法。方法:利用一个对中子和γ射线灵敏度响应基本相同的组织等效电离室和一个仅对γ射线响应而对中子基本无响应的石墨电离室测量中子-γ射线混合场剂量,并应用计算值验证测量结果。结果:通过计算关键参数,测量出距离放射源分别为2.5 cm、5 cm、7.5 cm和10 cm处的中子剂量率和γ射线剂量率,其测量值与计算值相比最大偏差为-5.22%。结论:应用双电离室方法可精确测量中子-γ射线混合场。

中子方法快速分析水泥生料的实验装置研究

应用中子感生瞬发γ射线分析技术(PGNAA)设计开发出一种适合水泥生料快速分析的装置—中子水泥生料多元素分析仪,它采用D—D中子发生器做中子源,用BGO探测器及多道分析器采集γ射线谱。通过不断改进实验确定了装置的各项具体参数,并在此装置上进行了水泥生料单组分元素γ射线特征峰的寻找,定出各元素的特征峰,从而可确定该元素成分和含量,实现对水泥生料的快速分析。

相关抽样方法在中子、光子输运中的应用

介绍了相关抽样方法在中子、光子输运中的应用 ,并给出了两个具体例子。相关抽样方法是蒙特卡罗方法中一种有效的方差减小技术 ,主要适应于计算系统参数发生微小改变时输出结果的变化量 ,并可以在一次计算中同时给出多个相似系统 (系统参数差异不大 )的结果。

中子活化分析中煤样厚度及探测器位置的选择

利用MCNP5程序包模拟14MeV脉冲中子照射一定厚度煤样,并通过时间控制获得非弹γ能谱和俘获γ能谱,再利用计数率的高低确定γ能谱的获取位置.结果表明:当煤样厚度为20cm时,非弹γ能谱的计数率达到饱和;当煤样厚度为35cm时,俘获γ能谱的计数率达到饱和.

核爆炸早中期电磁脉冲产生的数值模拟方法

由于核电磁脉冲(nuclear electromagnetic pulse,NEMP)电场与爆炸当量、爆高、方位角、大气参数和观测位置等密切相关,NEMP产生的数值模拟是非常复杂的问题。本文评述了核爆炸电磁脉冲产生过程的数值模拟方法,包括NEMP产生的物理模型、γ射线和中子在大气中输运及康普顿电流源、大气电导率模型和电磁场求解方法;给出了NEMP的典型数值模拟结果,主要包括早期电磁脉冲和中期电磁脉冲联合模拟结果,并分析了早期电磁脉冲和中期电磁脉冲峰值、起止时间和频谱等特征参数。

W增强Al/Gd_(2)O_(3)双屏蔽复合材料的制备与性能研究

为了屏蔽中子与γ射线的危害,在Al/Gd_(2)O_(3)材料中加入W并采用放电等离子体烧结(SPS)制成Al/W/Gd_(2)O_(3)复合材料。利用扫描电镜和XRD分析了复合材料的形貌和物相结构;利用蒙特卡罗统计试验方法和粒子传输软件MCNP5对Al/W/Gd_(2)O_(3)复合材料屏蔽中子和γ射线的性能进行模拟计算。结果表明,与原铝基复合材料相比,Al/W/Gd_(2)O_(3)复合材料的力学性能优异、抗拉强度提高;拉伸断口形貌表明,复合材料断裂模式为穿晶断裂。

基于信号功率谱梯度分析的n-γ甄别方法研究

发现了液体闪烁体探测器在分别与中子和γ射线作用时输出脉冲的功率谱梯度存在较大差异这一特征,由此提出一种基于脉冲信号的频域特征参数来甄别中子和γ射线的方法———功率谱梯度分析(SGA)法。本文论述了SGA法的基本原理及其可行性,并通过伴随粒子中子飞行实验验证了SGA法n-γ甄别结果的正确性。研究了SGA法在采样率从5G/s逐步递减到250M/s下甄别性能的变化。结果表明,与基于时域特征的n-γ甄别方法相比,SGA法对噪声较不敏感,抗干扰能力强,甄别性能更为稳定且计算量小。

线性回归方法在核数据处理中的应用

在核数据处理中,为减少统计涨落引起的误差,在函数关系已知的条件下用线性回归方法计算,在函数关系未知的条件下用线性回归方法寻找待测量的计算公式.以中子感生瞬发γ射线分析方法测量水泥生料元素含量为例,线性回归方法可以准确地确定热中子通量以及Si,Al,Fe和Ca含量.计算结果显示,计算出来的热中子通量的平均偏差为0.31%,4种元素的测量精度都达到GB/T 176-2008(水泥化学分析方法)的要求.

样品均匀性对PGNAA技术元素分析影响的初步研究

采用蒙特卡罗模拟技术,从样品自吸收和中子场在样品中分布特性两个角度,对中子活化瞬发γ射线分析(Prompt Gamma-ray Neutron Activition Analysis,PGNAA)技术中γ射线能谱受样品均匀性的影响进行了初步研究。结果表明,因样品均匀性不同引起的样品自吸收及中子场分布的变化,对γ射线能谱有一定的影响。由于样品均匀性的变化,部分元素特征峰计数变化可达20%以上,从而在一定程度上影响了元素成分分析的准确度。