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文檔簡(jiǎn)介
1、全面禁止核試驗(yàn)條約在聯(lián)合國(guó)通過(guò)之后,全面禁止核試驗(yàn)條約組織技術(shù)秘書(shū)處(CTBTO/PTS)提出了地震、次聲、水聲和放射性核素四種可用于監(jiān)測(cè)秘密核試驗(yàn)的技術(shù)手段。在放射性核素監(jiān)測(cè)中,放射性惰性氣體氙的四種同位素,131mXe,133Xe,133mXe和135Xe由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,并且具有較大的裂變產(chǎn)額以及合適的半衰期,是核試驗(yàn)重要的示蹤氣體,也是禁核試后CTBTO所監(jiān)測(cè)的最重要的放射性核素。
本論文研究工作的主要目的是通過(guò)低水平
2、放射性氙探測(cè)技術(shù)的梳理,開(kāi)展與放射性氙探測(cè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工作,并研制一套可用于放射性氙探測(cè)的新型探測(cè)器??紤]到放射性氙探測(cè)的特性規(guī)律以及近年來(lái)國(guó)外放射性氙探測(cè)器的發(fā)展趨勢(shì),論文的主要工作在放射性氙疊層閃爍探測(cè)器的研制和初期實(shí)驗(yàn)方面開(kāi)展,包括疊層閃爍探測(cè)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能模擬;疊層閃爍探測(cè)器電子學(xué)讀出系統(tǒng)的研制以及輸出信號(hào)的波形識(shí)別和符合脈沖的解析;在后期工作中,結(jié)合疊層閃爍探測(cè)器開(kāi)展了一些實(shí)驗(yàn)工作,包括探測(cè)器的性能測(cè)試、降本底技術(shù)研究、外源
3、刻度實(shí)驗(yàn)以及輻照樣品測(cè)量等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。取得了以下一些主要結(jié)論:
(1)探測(cè)器設(shè)計(jì)方面,在國(guó)內(nèi)率先提出了可用于低水平放射性氙探測(cè)的疊層閃爍探測(cè)器,該探測(cè)器由兩層閃爍體組成,用同一個(gè)光電倍增管收集不同閃爍層的閃爍光,利用脈沖波形識(shí)別技術(shù)計(jì)算不同閃爍層閃爍光的貢獻(xiàn)。利用MCNP5工其包對(duì)兩種不同的探測(cè)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬,得到了β信號(hào)測(cè)量層BC404的最佳厚度,1.5 mm厚塑閃BC404幾乎完全屏蔽四種氙同位素的β信號(hào),135Xe的91
4、0 keV特征β射線(xiàn)僅有0.8%沉積在γ閃爍層CsI(Tl)中,而對(duì)133Xe的81 keV特征γ射線(xiàn)的吸收低于6.5%。
(2)電子學(xué)讀出系統(tǒng)方面,基于NI數(shù)字化儀器研制了可用于放射性氙疊層閃爍探測(cè)器的數(shù)字化數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng),該系統(tǒng)集成有有信號(hào)篩選,多道能譜(用于探測(cè)器各閃爍層能量刻度)以及符合脈沖分析(用于β-Υ符合測(cè)量)等功能。提出了一種新的可用于符合脈沖分析的濾波窗方法,該方法可有效避免脈沖位置波動(dòng)對(duì)脈沖幅度和電荷積
5、分量計(jì)算的干擾。
(3)結(jié)合放射性氙疊層閃爍探測(cè)器的先期實(shí)驗(yàn)工作,獲取了疊閃探測(cè)器特有的符合脈沖,通過(guò)對(duì)符合脈沖的篩選,計(jì)算了疊閃探測(cè)器的本底抑制因子為94.6±1.0;結(jié)合所研制的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng),利用外置標(biāo)準(zhǔn)源的特征γ射線(xiàn)對(duì)疊層閃爍探測(cè)器的CsI(Tl)層進(jìn)行了能量刻度,利用137Cs的康普頓散射電子譜對(duì)BC404閃爍層進(jìn)行了能量刻度,并通過(guò)符合脈沖解析得到本底條件下符合信號(hào)的分布規(guī)律,計(jì)算了本底條件下135Xe和133
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