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带屏蔽体、准直器的高纯锗探测器在应急初期的应用

张良  
【摘要】: 航空HPGe探测器在核事故早期应急监测、核反恐应急监测中有重要的实用价值。由于HPGe探测器的高能量分辨率,将之应用于航测,在核事故早期通过核素分辨,可以判断核事故类型及其所处阶段,同时,为了估算事故早期烟羽的走向及大致轮廓,需要提高HPGe探测器的方位分辨能力,为应急决策和实施应急响应行动提供指导。因此,将HPGe探测器应用于核事故应急航空测量是一个值得研究的课题。本文以一台便携式HPGe探测器为对象进行了相关研究,并对其动态刻度问题作了初步探讨。 为了提高HPGe探测器的方位分辨能力,同时满足以上核事故监测的需要,利用MCNP4C程序模拟设计了一套屏蔽体和两种准直孔。模拟计算了各种条件下的能量响应和角响应。实测了各种条件下探测器的能量响应,能量分辨率以及角响应。屏蔽体应用的同时还降低了本底计数,改善了探测器的探测限,根据探测器的探测效率和探测限计算了各种条件、各种距离时探测器的最小可探测活度。探测器的能量分辨率在各种条件下的变化不大,在航测中实现核素分辨是可行的。屏蔽和准直的应用改善了探测器的方位分辨能力,这样对于放射源的定位有一定的帮助。 本文探讨了HPGe探测器对于点源的动态刻度问题。介绍了动态刻度的基本原理,并提出了动态刻度因子计算的简化方法,一是直接计算平均值(?),二是利用角响应因子和注量活度比的平均值(?),(?)来计算刻度因子,这样可大大简化计算。(?),(?),(?)的计算根据F(θ),φ/A的拟合公式的复杂程度进行积分计算,或者采用数值方法计算。文中比较计算了动态和几个静态点的刻度因子和刻度值,刻度值误差在30%以内。同时分析了造成这些误差的原因并提出了改进措施。 总之,将HPGe探测器应用于航测进行核素分辨是可行的,文中提出的动态刻度因子计算方法也是可行的。


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