基于HPGe谱仪的气溶胶滤膜考核样中总α或总β放射性活度估算

在2020年生态环境部辐射环境监测质量考核中,针对气溶胶滤膜中总放射性考核样品,使用无源效率刻度的高纯锗(HPGe)γ谱仪,通过核素识别和定量测量,间接估算出考核样品中总α和总β放射性活度,并利用气溶胶滤膜γ多核素标准样品和自制气溶胶滤膜薄参考样品,验证了分析方法的可行性。考核分析结果显示:总α活度考核样的测量值为61.2 Bq,总β活度考核样的测量值为73.2 Bq,其不确定度分别为U_(α)=6.6%(k=2)和U_(β)=3.6%(k=2),通过Z比分数方法评价,考核分析结果均合格。此外,还对实验室无源效率刻度软件LabSOCS(Laboratory Sourceless Calibration Software)中的参数设置、γ谱本底扣除及核素γ谱能量选择和γ级联辐射校正等三方面内容进行了讨论,为该方法应用于气溶胶总放射性分析提供有益的参考。

基于HPGe谱仪分析放射性核素238U活度浓度

在核科学基础研究和许多应用领域中,γ能谱分析测量技术发挥越来越多的作用,HPGe谱仪是地质样品γ能谱分析中广泛使用的仪器。能谱分析方法是通过选取铀衰变系列中某一子体核素的适当的特征峰来分析母体核素活度浓度。采用相对比较方法,放射性核素238U活度浓度偏差在20%以内。在此基础上,考虑特征峰位受到其他核素的干扰影响,利用效率刻度曲线相比法在理论上推导出去除干扰核素后的公式,实验结果表明后者方法求得238U的活度浓度偏差比前者降低,结果在11%以内。

基于HPGe谱仪分析放射性核素238U活度浓度

在核科学基础研究和许多应用领域中,γ能谱分析测量技术发挥越来越多的作用,HPGe谱仪是地质样品γ能谱分析中广泛使用的仪器。能谱分析方法是通过选取铀衰变系列中某一子体核素的适当的特征峰来分析母体核素活度浓度。采用相对比较方法,放射性核素238U活度浓度偏差在20%以内。在此基础上,考虑特征峰位受到其他核素的干扰影响,利用效率刻度曲线相比法在理论上推导出去除干扰核素后的公式,实验结果表明后者方法求得238U的活度浓度偏差比前者降低,结果在11%以内。

一台HPGe谱仪的效率刻度和符合因子测定

采用远近效率比较法在59.5 keV^3253 keV的能量范围内刻度了一台HPGeγ谱仪。选用137Cs、113Sn1、09Cd三个核素拟合远近效率比曲线,给出了谱仪远位和端面的效率能量函数,计算了端面测量状态时符合相加修正因子。

HPGe γ谱仪体源效率与源高度和密度的关系

用γ谱仪分析环境样品时,常遇到样品高度和样品密度与刻度标准体源不一致的情况,通常的方法是分别给出体源效率与样品高度和样品密度的拟合公式,这在实际应用中很不方便.作者使用一个统一的二元二次多项式拟合公式,以描述体源探测效率与样品高度和样品密度的关系,并用经实验验证且由蒙特卡罗方法计算出的一组效率、高度、密度数据,对其高度范围从9～70mm,密度范围从0.4～1.6g/cm3,所相应的拟合公式进行了验证,其复相关性达到0.99992,最大相对残差小于0.7%.

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。

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。

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 ;

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

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。

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。

HPGeγ谱仪点源效率与探测高度的相关性研究

采用标准源的14种特征能量(59.54～1 408.08 keV),对本实验室HPGeγ谱仪进行效率刻度,并在距探头不同的探测位置处,得到某一能量的探测效率,建立ε～H的拟合方程,相关指数R^2在0.99850～0.99998之间。利用该拟合方程,在距探头不同高度处测量未知^(134)Cs样品源和标准物质,结果表明:^(134)Cs源对其平均值的最大偏差分别4.25%和4.32%;对标准物质的测量平均最大偏差为3.7%,与参考值有较好的符合。

基于反符合测量技术的HPGeγ谱仪系统峰康比影响因素研究

介绍了反康普顿HPGeγ谱仪系统的结构组成和井型反符合工作原理,对系统在有无反符合测量条件、源与环探测器相对距离以及源强对峰康比的影响进行了实验研究。实验结果表明,系统在反符合测量条件下,标尺相对位置为46.5cm,源强较弱的情况时,反符合测量技术对系统具有很好的抑制康普顿坪的作用,系统峰康比可达最佳值。

一套低本底反康普顿HPGeγ谱仪系统积分本底的实验研究

本文对一套低本底反康普顿HPGeγ谱仪系统的积分本底进行了实验研究,测量了谱仪系统在无屏蔽、屏蔽室以及屏蔽室加反符合三种条件下的积分本底。结果表明,谱仪系统积分本底主要来源于康普顿连续坪区和40K核素1460keVγ射线全能峰。实验确定了40K主要来自NaI(T1)环探测器的六个光导玻璃窗及光电倍增管,两者所含40K总的放射性活度约为612Bq。

HPGe γ谱仪^(110m)Ag符合相加修正因子实验测定与拟合计算

本文介绍了广东省环境辐射研究监测中心 (GERC)辐射分析室用实验方法测定三台不同效率的HPGeγ能谱仪110mAg符合相加修正因子的结果 ,并依据其中一台谱仪的实验结果进行数据拟合 ,得到110mAg 65 7.76keVγ射线符合相加修正因子c与137Cs 661 .66keVγ射线效率的函数关系。利用这一函数关系 ,得到另外两台γ谱仪的c的计算值 ,与其实验值相比较 ,最大相对偏差为 6.4%。同时 ,还使用广东大亚湾核电站环境实验室的部分数据 ,对此拟合函数进行了验证 ,相对偏差在 6.2

基于HPGeγ谱仪的粉煤灰天然放射性测量

介绍了高纯锗(HPGe)γ谱仪系统的结构组成和阱型反符合工作原理,利用谱仪测量了西安大唐热电集团5个粉煤灰样品中天然放射性核素含量,样品中238U2、26Ra2、32Th和40K核素的平均比活度分别为67.6 Bq.kg-1、79.5Bq.kg-1、72.7Bq.kg-1和190Bq.kg-1。依据中华人民共和国国家标准GB6566-2001,对其进行了比较分类,结果表明,样品中天然放射性核素水平均处于正常本底,属于A类建筑材料,应用范围不受限制。

一台HPGe γ谱仪效率源自吸收修正函数的测定

目的测定一台HPGeγ谱仪效率的源自吸收修正函数。方法混合标准源由241Am、109Cd、152EU、137Cs、54Mn和60Co 6种核素组成,其介质密度分别为0.3、0.6、0.8、1.0、1.3、1.6、1.8和2.0/g/cm3。测量不同能量不同密度下γ射线的探测效率并进行S拟合。结果给出了源自吸收效率修正解析函数。结论利用给出的源自吸收修正函数可以计算59.5keV～1408keV的能量范围和0.3g/cm3～2.0g/cm3密度范围内任一源密度及γ能量的全能峰探测效率。

HPGeγ谱仪和峰法测量^(139)Ce活度

采用对低能X射线具有高探测效率和高分辨率的HPGe探测器,用和峰法测量了139Ce溶液的比活度,测量的结果为762.9(1±0.5%)Bq/mg,,国内比对推荐值为765.9(1±0.6%)Bq/mg,二者在不确定度范围内符合得很好。

就地HPGeγ谱仪测量隧道空气中氡平衡因子技术研究

对就地HPGeγ谱仪测量隧道空气中氡平衡因子的方法进行了研究。就地HPGeγ谱仪可直接测量隧道中214Pb(或214Bi)的特征γ射线,其计数来自于空气与岩石中214Pb(或214Bi)的贡献。利用214Pb(或214Bi)不同能量特征γ射线的计数率及其效率转换因子建立方程组,并采用期望最大(EM)算法对方程组进行求解,得到空气中214Pb(或214Bi)的活度浓度。218Po无法通过就地HPGeγ谱仪直接测量,但可通过214Pb的活度浓度计算得出。在一常年封闭的隧道中连续测量24 h,按不同时长获取8个能谱,分别计算出不同时段空气中214Pb和214Bi的活度浓度,由此计算出218Po的活度浓度,并得到隧道空气中氡平衡因子。通过对测量结果的验证认为该方法是可行的。

就地HPGe γ谱仪“比值法”核素深度分布测量

建立了就地HPGeγ谱仪对地表层土壤中152Eu深度分布直接测量的"比值法"技术。实验结果表明,放射性污染场8个实验点152Eu深度分布均近似呈指数函数形式,"比值法"现场测量结果相对于采样-实验室γ谱仪分析结果的最大偏差为-33.8%。这说明,就地HPGeγ谱仪"比值法"152Eu深度分布测量技术是可行的。