对非线性康普顿散射几种改进物理模型的比较

非线性康普顿散射被认为是未来超短超强激光与物质相互作用中的主导性物理过程之一。目前大多数相关研究都基于一种主流的非线性康普顿散射物理模型,该模型假设辐射形成距离足够短、对初态和末态自旋求平均与求和、并忽略了参与散射的激光光子的能动量。近年来,一些研究为了在更广阔的参数空间内,更准确地描述非线性康普顿散射,也对这个主流物理模型提出了几种修正和改进。回顾了对非线性康普顿散射主流物理模型进行的几种改进和修正,介绍了它们的适用范围,分析了它们的基本性质并对其物理效应进行了简单讨论。

基于逆康普顿散射源核废物成像技术的研究进展及仿真模拟

高放射性水平废物具有放射性核素浓度高、毒性大、持续释放衰变热和衰变时间长等特性,使其处置的难度和风险极高。核废物的精准检测和评估对深地质处置的安全有着重要意义。以核共振荧光方法与三维透射成像相结合的核废物检测方法近年来开始逐步发展并被认为是最有潜力的发展方向。紧凑型逆康普顿散射X/γ射线源是核共振荧光技术应用的核心装置,能够满足工程现场应用和精准无损检测的需求。介绍了国内这类先进辐射源的发展应用情况和相关研究现状。基于紧凑型伽马射线源装置,结合蒙特卡洛模拟,揭示了核废物、废物罐及其外围膨润土的响应机制,实现了对交界区域的成像分析。相关表征数据可作为输入参数,提高屏蔽材料多场耦合的数值模拟精度,预测关键放射性核素的迁移规律,评价屏障系统的可靠性和核废物的泄露风险,为核废物深地质处置的核素识别、检测和安全评估提供有效的技术支撑。

课程思政融入近代物理实验课程的教学案例——以康普顿散射实验为例

康普顿散射实验属于近代物理实验中核物理实验教学模块的典型经典诺贝尔奖物理实验项目,通过了解康普顿效应的发现过程,深刻理解康普顿散射实验原理,培养学生不断探索未知、追求真理的科学精神和科学品质;通过介绍吴有训对康普顿散射作出的杰出贡献及学成归国后的先进事迹,培养学生的家国情怀和严谨治学的科学态度;通过经典与现代核仪器设备及测量方法对比探究,掌握现代γ能谱的测量原理及技术,培养学生敢于质疑、勇于探索、善于创新的科学精神;通过虚实融合的实验教学,多种方法验证康普顿散射的γ光子能量及微分截面与散射角的关系,培养学生的科学思维方法、科学素质和科学实验综合能力.

康普顿散射成像与测量实验系统研发

围绕康普顿散射成像和测量实验需求,开展了X射线康普顿散射实验系统研发及实验研究。针对系统准直器对成像分辨率及光束集光立体角的影响进行仿真,并设计了实验系统的结构。在研究探测器对不同能量X射线的探测效率的基础上,建立了光通量计算模型,分析了探测器参数对散射X射线光通量的影响,提高了实验系统的探测效率。在对X射线康普顿散射实验的研究中,获得了清晰的散射图像,初步测量了PMMA(polymethl methacrylate,聚甲基丙稀酸甲酯)的散射强度。该系统可以用于康普顿散射成像演示实验和物质散射分析的研究。

从康普顿案看英国在华治外法权之早期实施

近代列强在华治外法权的具体实施状况,特别是其早期的状况,需要通过对具体案例的考察进行分析。1846年7月,英人康普顿在广州十三行地带与华人发生冲突,造成华人死亡的严重命案。广州英领事按商务总监制定的《领事条例》召开领事法庭对该案进行审判,康普顿被判有罪。但康普顿利用领事在执行司法程序方面的舛误,将案件上诉至当时对此案具有管辖权的中国香港高等法院,最终逃脱制裁。在此过程中,兼任商务总监的港督德庇时与高等法院首席法官晓吾意见参差,最后德庇时去职。这反映了英人依恃武力获得的在华治外法权,在其早期阶段的运作机制并不成熟,以致英国领事、商务总监和高等法院法官,对于如何具体实施治外法权各有不同的立场。此案表明,这种基于不平等条约的特权本身也经历了试探和调适的历史过程。

用于提高康普顿相机探测效率的新型环状吸收体几何设计

康普顿相机成像技术在许多领域都有重要应用.通过Geant4蒙特卡罗模拟和实验,本文提出了一种新型高灵敏度环状吸收体结构康普顿相机,并对比了该结构康普顿相机与传统双层面结构康普顿相机的探测效率和角度分辨率.模拟中,双层面结构康普顿相机散射体和吸收体均包含8×8的Ce:Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12)(GAGG)闪烁体探测器.散射体探测器单元尺寸为10 mm×10 mm×5 mm,吸收体探测单元尺寸为10 mm×10 mm×10 mm.新型环状吸收体结构康普顿相机散射体与双层面结构康普顿相机散射体相同,吸收体探测器单元分布在一个内半径51.5 mm、外半径约73.9 mm的环状结构上,总探测单元数与双层面结构康普顿相机吸收体探测器数相同,每个探测器单元尺寸为10 mm×10 mm×10 mm.模拟和实验结果显示,在角度分辨率相当甚至更优的情况下,新型环状吸收体结构康普顿相机的探测效率显著优于双层面结构康普顿相机,当散射体和吸收体距离>114 mm时,探测效率提高幅度超过1倍.

康普顿散射在材料无损评价中的应用前景

康普顿散射是X射线(或γ射线)与物质发生相互作用时波长变长的散射,也称不相干散射.研究表明,散射线的波长随散射角的变化而有规律的变化,其散射强度和被散射体的原子序数和电子密度有关.介绍了康普顿散射在密度测量、厚度测量方面的应用,讨论了利用康普顿散射成像来进行缺陷检测等方面的问题,同时介绍了康普顿散射在安全检测、医药技术、食品加工等其他领域的应用.展望了康普顿散射在材料无损评价中的应用前景.

康普顿轮廓测量中的数据处理

以铁的γ射线散射谱为例说明康普顿轮廓数据处理的全过程．主要包括：减本底、退卷积、标度变换、吸收修正、截面修正。

浅析影响康普顿谱线位置的因素

康普顿散射中影响康普顿谱线位置的因素是十分复杂的,文章主要针对影响康普顿谱线位置的几个因素作了理论探讨,得出影响因素主要在于:电子具有初速度会增大散射波长的改变量;束缚能的存在要减小峰值波长的改变量;双光子散射和二次散射与谱线峰值位置的关系不大,二者对峰值波长的改变是不确定的、复杂的、在连续的范围内变化的.最后对康普顿谱线位置和康普顿轮廓的理论研究和应用前景作了展望.

适于强源测量的便携式反康普顿γ探测系统设计

本文详细分析了可形成康普顿坪的3个关键过程中γ射线能量沉积的特点,以碲锌镉探测器为主探测器,锗酸铋闪烁体为反符合探测器,设计了适于强放射源测量的4π和准4π2种结构的便携式反康普顿γ探测系统,并采用Geant4程序模拟计算了662 keV和1525 keVγ射线在2种探测系统上的测量能谱。结果表明,2种系统的整体外部尺寸均可控制为ϕ20 cm×20 cm,总体质量约70 kg。4π结构探测系统对662 keV和1525 keVγ射线的康普顿抑制因子分别为63和29,准4π结构探测系统对662 keV和1525 keVγ射线的康普顿抑制因子分别为51和26,模拟结果与设计指标相符,验证了系统设计的可行性。

康普顿能谱低能端谱形崎变的修正

详述了康普顿轮廓测量退卷积过程中,关于低能端谱形崎变的修正的思路和具体方法.

关于可见光康普顿效应的探讨

作者在本文估算了可见光康普顿散射谱线带的宽度，并得出了不宜用可见光观察康普顿效应的理由，是可见光的康普顿散射谱线带宽度过宽，相对于瑞利散射。

应用蒙特卡罗模拟测定康普顿波长

运用蒙特卡罗程序(MCNP-4C),选择入射光波长为λ0=0.070 78 nm,4Be为散射物质,模拟了康普顿效应的实验过程.模拟数据反映了康普顿效应的特点,得到了康普顿波长,模拟结果与理论值符合得很好.

基于Geant4模拟的康普顿散射研究

在暗物质直接探测实验当中,高能gamma射线是重要的本底来源之一.高能光子由于康普顿散射的原因会在高纯锗探测器中会产生低能本底.CDMSlite实验中发现低能区域的康普顿能谱存在康普顿台阶,脉冲近似(Impulse Approximation,IA)理论解释了台阶出现的原因是原子中电子处于束缚状态,它使用散射函数来描述电子的束缚效应.为了探究这些台阶与散射函数以及入射能量之间的关系,我们使用Geant4程序对康普顿散射中的康普顿台阶进行了研究.研究发现随着初始光子能量增高,K壳层与L壳层的康普顿台阶会变得越来越平缓,直至斜率趋近于零.

应用蒙特卡罗程序测定康普顿波长

选择入射光波长λ0=0.07078nm,4 Be为散射物质,通过蒙特卡罗程序(MCNP-4C)模拟了康普顿效应的实验过程.模拟数据反映了康普顿效应的特点,并得到了康普顿波长,得到的结论与理论值相符.

康普顿散射和逆康普顿散射中光子和电子的相互作用

低频光子与自由电子碰撞,hv<<m_ec^2,产生经典的汤姆孙散射;当高频光子射到静止的自由电子上,hv≌m_ec^2,就会发生康普顿散射;而相对论性电子与光子碰撞,即产生逆康普顿散射。

面向辐射环境监测的反康普顿γ能谱仪蒙特卡罗模拟研究

使用蒙特卡罗软件Geant4设计模拟了一套用于核事故等辐射环境监测的反康普顿γ能谱仪.主探测器采用HPGe探测器,选择新型闪烁体晶体LaBr3(Ce)作为次级探测器.利用Geant4对探测器系统进行模拟优化,确定最佳的探测器尺寸和结构.模拟的γ射线能量范围从500到1500keV.结果表明,增加主体LaBr3(Ce)晶体厚度能显著提升康普顿抑制系数,当主体LaBr3(Ce)晶体厚度达到60mm时,提升效果明显减弱;在HPGe探测器的后方添加LaBr3(Ce)晶体也能一定程度提升抑制效果,而在HPGe探测器的前方增加LaBr3(Ce)晶体厚度对康普顿抑制系数的提升非常有限.在最优化条件下模拟测量了放射性核素I-131,Cs-134,Cs-137和K-40,对发射单能γ射线的Cs-137和K-40康普顿抑制效果很好,对存在级联衰变的I-131和Cs-134抑制效果相对较弱.

既有建筑外墙外保温系统康普顿背散射检测技术研究

基于X射线的康普顿背散射检测技术可实现单侧、非接触式无损检测,在外墙外保温系统缺陷检测方面具有重要应用潜力。研究应用康普顿背散射检测技术检测外墙外保温系统缺陷的基本原理,提出相应检测参数,并应用该技术对EPS板薄抹灰外墙外保温系统和无机保温砂浆外墙外保温系统进行缺陷检测。研究结果表明,康普顿背散射检测技术较适用于外墙外保温系统保温层与饰面层之间的缺陷检测,能准确识别缺陷区与正常区的界面。

康普顿散射线结合经验系数法校正在X射线荧光光谱测定石灰石和白云石中的应用

石灰石、白云石样品与混合熔剂（Li2B4O7-LiBO2-LiBr）稀释比为1：8，硝酸锂做氧化剂、950℃熔融20min制备玻璃片，应用X射线荧光光谱法（XRF）测定石灰石、白云石中氧化钙、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化锰、磷、硫、二氧化钛、氧化锶、氧化钾和氧化钠12种组分。通过标准样品、光谱纯物质、标准样品与标准溶液合成样品及化学定值样品制作校准曲线并进行分段回归。应用康普顿散射线校正铁、锰、锶元素，经验系数法校正其他9种元素，可有效克服石灰石、白云石中各组分测定时基体效应的影响。对样品进行精密度考察，各组分测定结果的相对标准偏差（RSD，n=10）在0．18％～11．4％之间。对标准样品及未知样品进行正确度考察，测定值与认定值或湿法值一致。

康普顿散射波长与电子运动速度的关系

康普顿(A·H Compton,1892～1962,美国),在1922～1923年间研究了X射线经过石墨、金属等材料散射后的谱线成份,发现被散射的X射线中,有与入射波长相同的部分,也有大于入射波波长的部分,这种现象后来被称为康普顿效应.经典的波动理论不能解释这种效应,而康普顿应用爱因斯坦的光量子理论对此进行了成功的说明:一个光子与散射物中的一个自由电子(或束缚较松的电子)发生作用后,光子将沿某一方向散射而同时将一部分能量转交给电子,使电子反冲出去,因此散射光子的能量小于入射光子的能量,散射光子的波长λ’大于入射光子的波长λ。