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。

基于蒙特卡罗的HPGe伽马谱仪无源效率刻度方法

采用MCNP5模拟与数学计算相结合,并利用探测器晶体几何的轴对称性,建立一种HPGe探测器的无源效率刻度方法。基于此方法的计算程序在使用过程中完全脱离MCNP5,运算时间为1～60s,可实现点源和同轴圆柱体源的效率刻度,能量范围为50keV～3MeV。程序计算结果与实验数据以及MCNP5直接模拟结果比较,误差分别不超过12%和7%,证明方法可行。

井型HPGe探测器探测效率的MC模拟

采用MC方法对井型HPGe探测器全能峰探测效率进行虚拟刻度。通过改变点源在井中的位置,研究了其探测效率变化规律,并进行了实验验证;同时模拟计算了探测器对0.1-1Me V能量的探测效率。模拟与实验结果表明：137^Cs放射源在井中不同位置的实验测量结果与模拟值最大相对误差6.8%,最小相对误差1.5%;探测效率随放射源离井底距离增加而减小,随入射射线能量增大而减小。

就地 HPGe γ 谱仪校准系数的蒙特卡罗计算

本文采用蒙特卡罗（ＭＣ）方法和技术，建立了用于环境测量的就地ＨＰＧｅγ谱仪对点源的全能峰探测效率因子（Ｎ０／）和角响应校正因子（Ｎｆ／Ｎ０）的ＭＣ计算数学模式，进而利用Ｂｅｃｋ公式，给出了理论计算就地ＨＰＧｅγ谱仪测量土壤中天然和人工放射性核素的比活度校准系数（Ｎｆ／Ａ）及其地面上１ｍ高处的空气吸收剂量率校准系数（Ｎｆ／Ｄ·）的方法。本文采用自编的ＭＣ专用计算软件，计算了两台就地ＨＰＧｅγ谱仪的（Ｎ０／），（Ｎｆ／Ｎ０），（Ｎｆ／Ａ）的理论值并与它们的实验值进行了比较。在能量１２９ｋｅＶ～２．６ＭｅＶ范围内，上述两台就地ＨＰＧｅγ谱仪，（Ｎｆ／Ａ）的计算值与实验值一般在±７％的相对偏差范围内吻合，最大相对偏差小于±９％。

大面积及大体积放射源HPGe探测器效率刻度

根据点源、面源和体源探测效率之间的函数关系,建立了虚拟源刻度方法;对于大面积及大体积放射源,可将其探测效率进行分割,利用蒙特卡罗输运程序进行计算,然后利用虚拟点源模拟体源峰效率。模拟中,将虚拟点源发射的放射性粒子准直成锥形发射,以方便计算。该方法解决了蒙特卡罗方法计算大源小探测器的小概率输运问题。采用该方法,用HPGe探测器对实验室放射性133 Xe气体样品及航空圆柱状气体烟云探测效率进行了刻度模拟实验,虚拟点源和体源的计算结果一致,证明了该刻度方法正确可靠。

HPGe γ谱仪点源探测效率计算的蒙特卡罗方法研究

在CT 扫描精确获得HPGe探测器结构尺寸的基础上，用MCNP4C蒙特卡罗程序建立了HPGeγ谱仪计算点源的物理模型；通过对探测器死层尺寸的精确校正，确定了探测器死层厚度为0．38 cm；以点源物理模型和探测器死层校正尺寸为基础，分别计算了60 Co、133 Ba、137 Cs、241 Am和152 Eu标准点源各能量分支的探测效率，并与实验结果比较，计算在59．54～1408．01 keV能量范围内探测效率的最大相对偏差为2．39％，最小相对偏差为0．13％。

HPGe γ 谱仪点源到体源效率的相对比较传递方法

本文介绍了一种ＨＰＧｅγ谱仪点源到体源效率的相对比较传递方法。采用一种简单参数的蒙特卡罗方法计算峰效率，实验测量点源的效率曲线，并与一个“标准”测量系统或一系列测量系统的计算和实验结果相对比较，可以获得体源的效率刻度。在探测效率分别为２０％、３０％、５０％的ＨＰＧｅ谱仪系统上，用这种方法获得的体源效率与实验测量结果的偏差在±４％以内。

HPGeγ谱仪探测效率与符合相加修正因子Monte Carlo计算

提出一种适合于清华大学低本底γ能谱分析实验室实际情况的符合修正因子计算方法,利用Monte Carlo方法模拟计算得到的数据,与实验测量得到的数据相结合,求出探测效率和推导出了符合修正因子。采用本方法对该实验室HPGe谱仪的探测效率和符合相加修正因子进行了模拟计算,并且与实验测量数据进行了比较。结果显示,该方法与实验计算结果基本吻合,表明该方法是可行的,可为开展其他几何条件和不同基质、特征能量标准源的研究提供参考。

高纯锗γ谱仪对环境样品探测效率的模拟计算

作者利用蒙特卡罗方法 ,模拟计算了高纯锗γ谱仪对环境样品探测效率与γ射线能量、样品介质成份、密度及几何高度的关系 ,并与实验结果进行了比较 .结果表明 ,蒙特卡罗计算方法是进行高纯锗γ谱仪效率刻度的一种方便。

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。

基于Livermore模型CT图片构建人体躯干数字体模及其在肺部计数器虚拟刻度中的应用

基于Livermore人体躯干物理模型CT图片构建数字体模,并结合蒙特卡罗程序MCNP对一套由四个宽能高纯锗探测器(BEGe)构成的肺部计数器进行了虚拟刻度。首先,利用点源(241Am,137Cs,^(60)Co,54Mn,57Co,109Cd)实验数据,对高纯锗晶体尺寸进行调整以获得正确的探测器几何参数,在γ射线能量13.9keV～1332.5keV范围内,调整后四个探测器全能峰效率实验测量的平均值与蒙特卡罗计算值的差别在±10%范围内。之后,对不同胸壁厚度(CWT=19mm,25mm,30mm,43mm)躯干体模进行CT扫描获得其CT图片,利用Dosigray软件对CT图片进行分割后,连同探测器几何描述文件输入到OEDIPE软件,生成数字体模虚拟刻度用MCNP输入程序。最后,利用241Am、152Eu肺部源对数字体模虚拟刻度结果进行了实验验证,结果表明:在59.5keV～1408keV能量范围内,虚拟刻度结果与实验结果的差别在±10%之间;对于17.5keV能量,差别在±30%之间。

Monte Carlo方法用于就地γ辐射源项调查与剂量评估

基于Monte Carlo通用软件EGS4,开发了用于就地γ辐射源项调查与剂量评估目的的Monte Carlo应用程序Sterm-MC。该软件运行于Windows 98操作系统,具有图形化用户界面,主要由探测器特性数据库、源描述模块、几何描述模块、谱模拟分析、源项与剂量估算等模块组成。它可以对高纯锗(HPGe)、碲锌镉(CdZnTe)两种半导体探测器提供多种源、几何条件下的无源效率刻度;同时依据无源效率刻度数据,进行辐射源项反算与剂量估算。结合物理实验对Sterm-MC进行验证后,该软件已在中国某核电站检修期间的职业照射源项调查中得到了应用,所验证的探测器包括N型、P型两种同轴型高纯锗探测器和碲锌镉探测器。

高纯锗谱仪探测效率的实验刻度与MC模拟

利用低本底高纯锗谱仪测量了标准源(^(133)Ba、^(137)Cs和^(60)Co)的各特征γ射线,得到了各特征能量下的探测效率,并通过拟合给出了高能端的探测效率曲线。同时,利用MC模拟工具包Geant4,模拟了各单能γ射线在高纯锗探测器组件中的输运过程,得到了不同能量下的模拟探测效率。比对结果发现:实验值与模拟值能很好地符合,可为开展相关产品的设计和制造提供参考。

低放射性废水连续监测系统设计

构建了一种新型的低放射性废水连续监测系统。对其设计原理进行了简单介绍,并通过蒙特卡罗模拟对NaI(Tl)谱仪做了无源效率刻度,将测量结果与γ谱分析的结果做比较,监测仪测量结果满足需求。

海洋放射性现场探测谱仪的机械优化设计

为提高海洋放射性现场探测NaI(Tl)谱仪的探测性能,采用蒙特卡罗仿真和统计计算方法,研究和分析谱仪封装、材料和尺寸等机械设计对探测性能的影响规律。综合考虑伽马射线衰减和密封、耐压及耐腐蚀等要求,开展谱仪的机械优化设计和海上现场检测实验。优化谱仪达到了对40K最小探测活度约0.30 Bq/L,现场测量相对误差为0.45%。该研究对海洋放射性现场探测谱仪的性能优化设计和现场应用具有重要的指导意义。

无源效率刻度方法在放射性气体氙同位素测量中的研究

由于放射性气体氙难以采集,只能采用特制吸附容器,导致缺乏与氙吸附容器形状相同的标准体源用于γ能谐测量的效率刻度。利用MCNP粒子输运模拟程序对吸附容器进行了无源效率刻度,并利用点源模拟实验进行了效率刻度验证。模拟计算放射性氙同位素主要全能峰能量为81 keV.163.9 keV.233.2keV和249.8 keV,效率刻度结果符合性较好。MNCP无源效率刻度方法适用于放射性气体氙活度测量的效率刻度应用。

M-C模拟刻度井型γ谱仪水样探测效率

提出了MCNP模拟计算与单能体源实测修止相结合的井型γ谱仪水样效率刻度方法,基于MCNP,计算了γ射线不同能量、水样不同高度的井型NaI(Tl)γ谱仪全能峰效率值、拟合了数学模型,两者最大相对偏差小于3%,并通过点源实测验证了所提方法的可行性,建立了基于MCNP模拟计算与单点实测修正相结合的效率刻度方法。

基于蒙特卡罗方法的NaI探测器效率刻度及其测量轫致辐射实验

为了将NaI探测器更好地应用到轫致辐射谱测量工作中,对一套NaI探测器做了研究:利用^(137)Cs,^(60)Co等同位素γ源,结合蒙特卡罗方法,得到全能峰效率的模拟值与实验测量值符合得较好;利用蒙特卡罗N粒子编码模拟NaI对不同能量光子的响应,得到了该探测器对光子的能量响应,并将获得的能量响应用于轫致辐射的解谱工作,解谱结果与原始谱符合得很好;将该探测器应用到强流电子束打靶轫致辐射测量实验中,对轫致辐射在NaI探测器中的响应做了初步测量.

井型γ谱仪土壤样品探测效率刻度方法研究

井型γ谱仪能大幅缩短测量时间和样品用量,但在实际使用前,须对其进行效率刻度。介绍了一种采用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)通用软件包模拟计算与单能量点源实测修正相结合的井型γ谱仪土壤样品效率刻度方法。基于MCNP计算了γ射线不同能量、土壤样品不同质量的井型NaI(Tl)γ谱仪探测效率值,拟合了效率曲线数学模型,拟合值与MC模拟值最大相对偏差<±7%,并通过实测标准土壤样品源验证了所提方法的可行性,建立了基于MCNP模拟计算与体源实测修正相结合的井型γ谱仪效率刻度方法。