γ譜儀點源效率到體源效率的轉換方法研究.pdf

1、HPGeγ能譜儀具有能量分辨能力強、穩(wěn)定性好等突出優(yōu)點，以此為基礎建立的γ能譜分析技術成為最重要的放射性核素分析技術之一，廣泛應用于國防、核能、疾控和環(huán)保等領域。γ能譜分析技術的核心是確定探測效率，即確定測到的光子數與被分析樣品實際發(fā)射的光子數之間的關系，一般通過標準源刻度的辦法來實現。然而，實際被測樣品的情況比標準源復雜得多，兩者在介質成分、密度、甚至幾何規(guī)格等方面都可能不完全一致，而這些差異對探測效率的影響又難以通過實驗的辦法加以修

2、正。
　　基于飛速發(fā)展的計算機技術，采用蒙特卡羅方法，通過對被測量源項與探測器的精確描述，模擬計算被測量核素發(fā)射的射線與樣品內部介質及探測器的作用過程，從理論上計算探測效率成為研究的熱點。借助這種模擬計算方法，對于源項成分的改變、樣品介質的差異等情況，蒙特卡羅方法只需要改變少量參數就可實現修正計算，相對于實驗方法可以節(jié)省大量的經費與時間。但是，蒙特卡羅模擬畢竟是一種計算估計，輸入參數的準確性，以及對作用過程描述的準確性，都會對最終

3、計算結果產生影響，因此最終結果的可靠性還必須經過實驗的檢驗。
　　本論文將實驗測量與理論計算結合起來，以多種精確度等級最高的、點狀的放射源對γ譜儀的效率校準為基礎，研究了一種確定γ譜儀體源探測效率的蒙特卡羅計算方法，具體內容如下：
　　精確測量HPGeγ譜儀的點源探測效率。采用241Am、109Cd、134Cs、137Cs、60Co、152Eu和133Ba共7種，分別購至德國PTB和法國LEA，精確性經過中國計量科學研究院的

4、計量標準裝置驗證的，點狀的放射性標準源，活度的擴展不確定度均好于2％（k=2，95%置信度），精確校準HPGeγ能譜，獲得點源探測效率。
　　HPGeγ探測器結構及尺寸的精確測量與校正。為精確地描述HPGeγ探測器，本論文研究了CT掃描和高能γ射線（60Co，5000Ci）成像這兩種方法，得到了HPGe探測器的幾何結構與尺寸，并結合MCNP程序計算標準點源的探測效率，對成像法得到的幾何結構與尺寸進行了優(yōu)化，從而確定了探測器晶體的死

5、層厚度，建立最優(yōu)化的探測器物理模型。
　　體源探測效率計算模型的建立及修正因素研究。以HPGeγ譜儀測量點狀放射源的探測效率為基礎，結合探測器物理模型、所研究體源的幾何結構及介質成分，研究建立了HPGeγ譜儀測量體源的蒙特卡羅效率計算方法，研究了自吸收、符合相加等影響實驗探測效率的因素。
　　用所研究的蒙特卡羅探測效率計算方法，計算了Φ75mm×70mm體源的探測效率，并與該規(guī)格高準確度標準源的實驗探測效率進行了比較，兩者結