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脉冲中子的非弹性散射与俘获γ谱实验方法研究

李中伟  
【摘要】: 在国外,早已开始采用中子感生瞬发γ射线分析法(NIPGA)对物质进行元素分析,如今这种方法已经应用于实际生产和工业在线分析,国内在八十年代也开始研究、应用这种方法,如今已日趋完善,然而,他们使用的中子源绝大多数仍然是同位素中子源,做为一种可行性实验方法研究,我们采用脉冲中子发生器做为中子源,自行研制的线性门电路和多道脉冲幅度分析器相配合,获取非弹性散射和俘获γ谱,对物质进行元素分析。 我们首先研制了一种精度为0.1us的时间—幅度变换器电路,介绍了其工作原理和基本组成。用它和多道脉冲幅度分析器配合测量脉冲中子发生器发射中子的滞后时间,据此调整线性门电路的开门时间。 研制了一种线性门电路,介绍了它与脉冲中子发生器、多道脉冲幅度分析器配合,进行14MeV脉冲中子γ谱的测量,利用中子和原子核相互作用的几种反应在时间上的差异,测量了总γ谱和俘获γ谱,采用双门减本底方法得到了快中子非弹性散射γ谱。利用碳、氧的非弹性散射γ射线能量高、能量差别大的特点,分别测量了水和聚乙烯材料中碳、氧的相对含量。 研究了利用中子发生器测量物质水分含量的方法,介绍了测量的基本原理。以沙子为例,分别用氘氘管中子发生器、氘氚管中子发生器对不同水分含量的沙子进行了测量,给出了标定曲线,并对曲线进行了拟合,给出了拟合公式。测量了几组未知水分含量的沙子,与曲线拟合公式进行对照,给出了误差范围。以铅为指示元素,探讨了物质密度的改变对铅区计数的影响,提出了一种测量物质密度和对水分含量进行校正的方法。


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