摘要：K荧光辐射装置可填补国内超大型测量面积核辐射探测器计量检定需求,该装置具通量高、能量点多、单色性好、有成本低、即开即用等优势。其原理是X射线光机发射出的X射线轰击辐射体材料产生多种特征X射线即荧光射线,在荧光射线出射路径上加入次级过滤器吸收掉多余的射线以提高荧光纯度,辐射体以及次级过滤器的材料厚度值与荧光产额、纯度直接相关。通过MC(Monte Carlo)程序计算荧光装置各项指标参数结果,指导后期试验装置的建立和研究,MCNP5(Monte Carlo N Particle Transport Code)软件模拟Cs_(2)SO_(4)辐射体数据表明:荧光装置具有良好的屏蔽和准直的效果,荧光以辐射体中心垂直面呈对称逐渐减小分布;荧光产额随着辐射体厚度的增加逐渐增大,但存在相对饱和厚度值,即辐射体达到一定厚度值以后,荧光产额不再随辐射体厚度的增加而增大,而是趋于饱和状态;为获取单一能量荧光辐射场,在荧光出射束方向增加次级过滤器TeO_(2)材料,其吸收L,K_(β)K_(β)射线会远远大于K_(α)射线,以达到消除L,K_(β)射线保留K_(α)射线目的,形成单能的参考辐射场;在距离辐射体中心30 cm处,通过多组数据表明,次级过滤厚度为0.035 cm时,荧光纯度94.521%为最大且荧光产额最高;荧光纯度随着次级过滤器材料的厚度增加呈现先增加后逐渐减小的趋势;使用LEHGe探测器实际测量获取K荧光辐射装置能谱数据,通过ROOT程序对测量能谱数据处理和分析,拟合出K_(α)1和K_(α)2能量点的峰位道址误差小于0.005%,测量分析出其能量值与理论值偏差分别为0.19%,0.23%,测量结果与实际理论能量值相符。测量结果可验证MCNP5程序计算出的次级过滤器材料具有良好吸收效果且实现了单能荧光参考辐射场。

摘要：除中子外,聚变核心同时释放大量高能伽马,其能谱可反映聚变过程的关键物理参数,并为过程诊断提供重要信息.由于聚变伽马的时间与能量特性,需要设计高探测效率及能量分辨率的伽马谱仪.根据高能伽马谱仪的概念设计(gamma-to-electron magnetic spectrometer),针对该系统中伽马-电子转换靶、电子偏转汇聚、电子探测等关键环节进行优化设计以提高系统探测效率及能量分辨率.其中采用Monte-Carlo程序Geant4模拟研究了伽马-电子转换靶中康普顿散射与多次库仑散射对由转换靶出射电子的能谱与角分布的影响.开发并行遗传算法对复杂几何偏转磁场参数进行优化,得到低强度(小于100 Gauss)复杂边界偏转磁场.根据系统优化设计结果,采用Geant4模拟了该系统对不同能量伽马的响应.此外,还可模拟该系统对特征聚变伽马能谱的测量,结果显示,该系统可在聚变中子产额分别为2.5×10^(15)及1.2×10^(16)条件下,对10—20 MeV高能伽马能谱测量实现能量分辨分别满足0.5 MeV(小于5%)及0.25 MeV(小于2.5%),说明该系统可用于聚变过程伽马能谱的诊断.

摘要：为了满足实时现场测量和能谱监测的需求,设计了一种便携式无线多道数据采集系统。系统可以完成小剂量能谱测量和多道分析,并采用WIFI通信的方式,结合Android操作系统平台实现对能谱测量数据的记录和处理。介绍了系统的设计方案,包括测量原理、硬件设计和软件设计。具体阐述了各个硬件单元的原理、功能和设计要点。最后进行了能谱测试和同类仪器比对实验,根据测量结果分析了该能谱测量系统的性能。系统样机的采集道数为64k,能量分辨率为3.81%。

摘要：半导体探测器具有优异的性能因而被广泛应用于能量色散X射线荧光测量,以传统型Si-PIN半导体探测器与复合型CdTe半导体探测器为研究对象,分别从材料属性、探测效率、能量分辨率等方面对两种探测器进行对比,重点分析探测器灵敏区厚度、入射X射线能量、后级电路成型时间等因素对其性能的影响,并对由逃逸峰、空穴拖尾效应所导致的X射线荧光能谱的差异进行分析;同时,针对探测器空穴收集不完全的问题,基于FPGA设计了带有上升时间甄别功能的数字多道脉冲幅度分析器,能够有效消除空穴拖尾的影响,提高能量分辨率。从实验结果可知:对能量低于15keV的射线,Si-PIN与CdTe探测器的探测效率基本相当;对能量大于15keV的射线,CdTe探测器的的探测效率明显占优;Si-PIN探测器的最佳成形时间约为10μs,CdTe探测器的最佳成形时间约为2.6μs,因而CdTe探测器更适用于高计数率条件;对于不同能量的X射线,Si-PIN探测器的能量分辨率优于CdTe探测器;CdTe探测器具有明显的空穴拖尾效应,将CdTe探测器与带上升时间甄别功能的数字多道脉冲幅度分析器配合使用,其能量分辨率显著提高。

摘要：在高能闪光照相技术中,高能X射线的能谱测量一直是一个难点。在以往研究方法的基础上,指出控制散射的影响程度是提高能谱测量精度的关键。提出采用圆形阵列法对X射线能谱进行测量,并针对一特定能谱的X射线设计了测量装置,蒙特卡罗模拟结果表明,可以将散射的影响控制在4%以内,这对提高能谱测量精度具有十分重要的意义。

摘要：为满足高能X射线能谱测量的需要,提出采用MLS法进行能谱测量的方案。MLS法克服了其他测量方法散射不易控制、光场不均匀性影响较大的缺点,还具有对不同角度能谱进行测量的优势。对MLS法的测量原理以及测量过程中的注意事项进行了明确,并利用蒙特卡罗方法针对一特定的X射线能谱设计了两种不同介质的测量装置,并将测量装置自身散射的影响控制在5%以内。

摘要：针对Z箍缩软X射线辐射能谱测量,采用双通道拼接方式实现量程搭接,设计了一种抛物线型柱面弯晶谱仪。介绍了基于平行光正入射的解谱方法,分析了平行光斜入射及点源入射条件下对能谱测量范围的影响,并提出了对应的能量修正方法。在“强光一号”装置上开展验证实验,测量了钼丝阵等离子体2~6 keV范围的辐射谱,给出了辐射线谱形态及相对强度,与理论计算及此前同类实验结果相比,谱线能量及形态一致性较好,验证了谱仪设计及解谱算法的正确性。基于辐射线谱相对强度测量结果,计算了钼丝阵等离子体电子温度约为1 200 eV。

摘要：介绍了"神龙一号"直线感应加速器电子束时间分辨能谱测量新方案——用螺线管磁场旋转束流法测量其出口电子束能谱,阐述了旋转束流法基本原理及测量方案设计,并且讨论了测量误差。此方案所测能谱为时间分辨离散型束流能谱,其误差与所测离散束流能谱相关。通过测量"神龙一号"加速器末端的电子束流在螺线管磁场中的旋转角度及角度展宽,从而得到脉冲电子束流能谱。

摘要：针对水中α、β自放射性核素测量,设计了一套基于液体闪烁计数的α/β能谱测量系统.使用高速信号获取系统对液闪信号进行全脉冲采集,利用标准脉冲模型方法优化α/β脉冲甄别参数,实现淬灭样品α/β核素的同时测量.用241Am和90Sr-90Y淬灭样品对该系统进行了测试,α粒子的探测效率为93%,β但粒子探测效率为81%;α本底为0.06 s-1,β本底 0.57 s-1.利用α/β混合样品进行了验证实验,对α核素和自核素的活度测量结果与标准值的偏差分别为3.4%和-2.9%.

摘要：针对原有的亲历式γ能谱测量实验仿真系统存在的问题,本文提出一种新型仿真系统设计方案。新型仿真系统对原仿真系统中的模拟放射源和模拟核辐射探测器进行如下改进:用红外数字通信代替原来光脉冲脉宽调制能量的通信方式;用不同工作高压独立能谱数据产生能谱代替原来由单一能谱数据通过经验公式拟合产生新能谱;用STM32F3系列混合型单片机代替原来STM32F4系列单片机,在满足性能要求的基础上,提高工作高压的测量精度。新型仿真系统保留了真实实验系统的结构和功能,而且能谱仿真性能得到进一步提高,为学生在不受到放射性危害的情况下获得真实的核物理实验体验提供一个新型平台。