摘要：定向获取放射性待测体中放射性元素含量或放射性活度是地质勘查和放射性污染调查的一项重要工作。在定向γ辐射取样过程中,非待测体区域γ射线对测量结果形成极大干扰。本文基于同一放射性衰变系列中高、低能量γ射线在溴化铈闪烁探测器铅屏蔽层中线性衰减系数的差异,设计了一种溴化铈闪烁探测器双能定向γ辐射取样探头。当以214Bi放出的0.609 MeV、1.764 MeV γ射线为探测对象时,使用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)数值模拟得出双能定向γ辐射取样探头的最佳铅屏蔽层厚度为6 mm,定向比例系数为a=0.268、A=0.451。经4种干扰辐射体蒙特卡罗数值模拟和两个镭源物理实验验证表明,采用该定向比例系数得到的双能γ辐射探头铅屏蔽张角以内0.609 MeV的γ射线计数值与MC模拟值的平均相对误差为0.63%;经两个镭源物理实验验证表明,张角以内的0.609 MeVγ射线计数值与实测值的相对误差为±2.52%以内。在放射性混合标准模型和三个放射性模型上进行双能定向γ辐射取样结果表明,设计的新型双能定向γ辐射取样探头具有定向γ辐射取样功能,实测模型中铀含量与模型推荐值的相对误差均小于5%。

摘要：针对丢失放射源快速定位需求,设计了一套NaI(Tl)探测阵列装置,基于阵列探测器间的阴影效应,通过蒙特卡罗模拟软件,获得计数率与入射射线角度之间的变化响应曲线。利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)方法建立探测阵列计数-入射射线角度预测模型。搭建放射源定位物理实验平台,开展多种条件下的探测阵列-放射源角度响应实验与位置响应实验,并使用计数率-角度响应模型对放射源定位,测试结果表明:^(137)Cs点源角度预测平均最大偏差为9.21°,最小偏差为1.77°,该方法可实现对放射源的快速、精确定位。

摘要：电离辐射探测中经常需要开展微弱电离电流测量。微弱电离电流的测量因待测信号极其微弱需要克服各类型干扰源的影响,同时需要达到较宽的测量范围,故具有较大挑战。为了完成辐射防护用电离室输出微弱电流信号的测量,设计了一款基于电流频率变换法的宽量程微弱电离电流测量电路,其有效量程为10^(−13)~10^(−8) A。通过Keithley 6430标准电流源测试,电流测量相对误差小于3%,配合场所监测高气压电离室探测器在137Cs参考辐射场下,剂量率测量相对误差优于5.9%。

摘要：放射性污染场地整治及修复工作是保障核工业健康可持续发展的重要支撑。针对某典型区域放射性污染土壤的处理需求,开展源项分析和分拣机理实验,确定放射性污染土壤分拣减容工艺方案及装置设计指标,设计了一种新型放射性污染土壤分拣减容装置。该装置可实现放射性污染土壤的烘干、筛分、在线检测及按处置需求分离等功能。性能验证结果表明,其对放射性污染土壤中^(137)Cs的理论检出限为20.7 Bq/kg,处理能力可达106 kg/h,满足设计指标。该装置有望在后续工程实施中实现某典型区域部分污染土壤从低放射性废物向极低放射性废物或极低放射性废物向免管废物的降级。本研究可为放射性污染土壤处理工作的工艺设计及工程验证提供理论指导和实验基础。

摘要：水体放射性在线监测系统在长时间不间断地工作中,由于探测器和各种电子元件温度变化、元器件老化等原因会造成谱线漂移、谱线展宽和峰位变化,导致谱线解析困难和解析结果误差变大。针对基于溴化铈探测器的水体放射性在线监测系统,研制了一种在线校准谱线漂移的附加装置,该装置由(137)^Cs(豁免源)、铅挡块、校准孔、直线电机和铅屏蔽层组成。校准孔最佳的开孔半径和铅挡块最佳厚度通过蒙特卡罗模拟得到,分别为2.2 cm和5 cm;使用标准豁免级(137)^Cs源作为标准参考峰,通过软件对(137)^Cs全能峰峰位漂移及峰面积进行分析,计算增益,实时调节参数等完成峰位及峰面积的校准。最后用该装置进行现场应用验证,结果表明该装置能够把系统测量谱线的峰位变化控制在了±1%以内,峰面积变化控制在±5%以内。

摘要：设计了一种便携式食品放射性检测仪,主要包括测量结构、核信号处理单元和能谱分析程序。核信号处理单元主要包括抗混叠低通滤波器、程控增益放大器、高速A/D采样、数字低通滤波、梯形成形、脉冲幅度甄别和能谱获取等。能谱分析程序主要包括能谱光滑、能谱寻峰、能量刻度、本底扣除以及活度计算等。最后,以测量^(131)I核素为例,研究了仪器对不同体积样品的探测效率、刻度系数和最低可探测活度,并根据刻度系数对300 mL食品样品的放射性测量结果进行校正。结果表明,仪器对常见食品中^(131)I的放射性活度检测结果误差小于10%,满足食品放射性测量需求。

摘要：根据端窗透射微型X射线管阳极靶的结构,建立了数理模型,讨论了电子束打靶的平均厚度与光管高压的关系,得到了X光管出射特征光谱强度的角度分布特征。同时利用Monte Carlo方法,对出射光谱在2π方向上的强度分布特征开展模拟研究。结果表明,微型X射线管阳极靶材平均厚度在2μm左右,在与入射电子束垂直方向几度的范围内获得的出射光谱其单色性较好。这些结论对于微型X射线管的结构设计和出射光谱单色化应用具有一定的理论指导意义。

摘要：高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3kV左右高压的电离室,本文研制了0~3kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。核心部分升压转换部分采用线性罗耶谐振电路与高频变压器实现,保证足够低的高压电源输出纹波。罗耶谐振电路的供电电源则由边沿时间控制型超低噪声开关稳压器LT1534提供,从而实现了混合模式高压直流电源的设计。高压直流电源输出部分采用二阶RC滤波电路进一步降低了输出电压的纹波。实测输出电压范围为0~3kV,静态功耗为0.4 W,3kV输出时纹波为16.55mV,由此可知该电源可用于低噪声的核辐射探测器供电场合。

摘要：为有效读出共面栅碲锌镉(CPG-CZT)探测器的核脉冲信号,本文结合CPG-CZT探测器工作原理及国内外研究,设计了可用于CPG-CZT探测器的读出电路,主要包括高压偏置电路、前置放大电路、增益调节及减法电路。为研究读出电路性能,本文测试了各单元电路的性能及探测系统能量分辨率随偏置电压、增益调节电路中两路信号的相对增益G的变化规律。结果表明:高压偏置电路两路输出偏压与输入偏置电压的相关系数R2均为0.998;前置放大电路输出噪声为5mV;增益调节及减法电路输出信号噪声为10mV;输入偏置电压、相对增益G的变化均会影响探测系统能量分辨率,当偏置电压为-1 650V、相对增益G为0.7时对137Cs源产生的γ射线能量分辨率最佳,可达3.65%,且无明显拖尾现象。

摘要：设计了一种基于VxWorks系统的核信号分析处理平台。该平台包含数字化多道脉冲幅度分析器、高低压电源、上位机软件等。可在单一设备实现不同类型探测器高压大小与极性的设置、前放电源调节以及成形参数调整,并对部分探测器的温度和漏电流进行检测。可提升实验或样品检测效率并降低需要使用和调试的设备数量。