摘要：γ相机可用于放射性物质的准确定位,因此在核电站大修以及核退役设施的源项定位等核工业领域具有重要应用价值。针对高能量分辨率、高计数率、小型化γ相机探测器的设计要求,提出了采用8×8根6.4 mm×6.4 mm×20 mm的LaBr_(3)(Ce)晶体阵列通过硅脂耦合8×8的硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier Tube,SiPM)阵列的方式构成γ相机的位置灵敏探测器,并根据脉冲信号特征设计了相应的读出电路。通过测试发现,该探测器模块在662 keV的γ射线照射下,64根晶体条的平均能量分辨率为4.96%,最佳的能量分辨率为3.92%,最差为5.91%。后续进行了各个晶体条像素的峰位一致性和灵敏度一致性的测试和校正,取得了较好的效果。测试结果表明:该探测器在能量分辨率、峰位一致性以及灵敏度一致性等性能方面均能够满足预先设定的γ相机成像的设计要求,具备了核工业领域的应用前景。

摘要：编码孔径成像技术由于探测效率高、信噪比高、角分辨率好、成像质量稳定可靠等优点而广泛应用于核安全、核设施的去污及退役的测量、核医学等领域。建立通过改变编码准直器和探测器之间距离进而实现可变角分辨的伽玛成像系统。整个成像系统主要由编码准直器、位置灵敏探测(position sensitive detector,PSD)、数据采集卡以及图像重建系统组成。该成像系统的编码准直器采用修正均匀冗余阵列(modified uniformly redundant array,MURA)编码方式,为了保障对较高能量射线的探测能力,编码准直器的材料采用含钨量90%的钨铜合金,PSD通过LaBr_(3)(Ce)晶体耦合SiPM阵列组成,重建算法采用的是直接互卷积算法,快速高效。测试结果显示,整个位置灵敏探测器的平均能量分辨率为4.96%(662 keV);该辐射成像系统可以准确地对Am-241、Cs-137、Co-60进行清晰成像,并通过改变编码准直器和探测器之间的距离成功分辨出两个Cs-137点源的位置。

摘要：基于光电倍增管(photomultiplier tube,简称PMT)的LaBr3:Ceγ谱仪具有比Na I(Tl)γ谱仪更高的能量分辨率,但具有体积大、对磁场敏感、需要高电压等缺点。硅光电倍增管(Silicon photomultiplier tube,简称Si PM)具有与PMT相近的增益和效率,同时具有诸如高定时分辨率、抗磁场能力强、低偏压和紧凑尺寸等优良特性。本文将LaBr3:Ce晶体与SiPM阵列耦合,设计研制基于Si PM的紧凑型LaBr3:Ceγ谱仪,通过降噪、优化工作电压等措施改善SiPM的缺点对γ谱仪性能的影响。工作电压的噪声会导致能量分辨率发生恶化,通过设计无源滤波电路CLCπ型滤波器,利用其对直/交流阻抗的不同特性,滤除高频纹波,工作电压的信噪比从未降噪前的62.6 d B提高到74.64 dB;能量分辨率最优值对应于表示暗噪声、串扰、光电探测效率和SiPM增益之间折衷的最佳工作电压。通过实验给出不同工作电压下的能量分辨率,确定最佳工作电压为54.8 V,该电压下的能量分辨率为3.06%(@662 ke V),结果与使用光电倍增管(PMT)测量的2.89%非常接近。

摘要：核设施退役专业化成套装备研制是消除隐患、安全退役的基础。本文分析了核设施退役流程中专业化远程控制机械装置的重要作用与功能需求;根据早期老旧核反应堆退役、后处理厂退役及放射性去污装备的特点与方法,提出退役专用机械装置的应用需求,认为打造适合我国特点的退役专业化成套装备体系是发展战略需要,对指导设备研发和加快应用具有十分重要的意义。