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内充气正比计数管测量~(37)Ar活度的探测效率研究

曹琳  
【摘要】: ~(37)Ar是地下核爆确定的、明确的指示剂,目前已经被CTBTO确定为现场视察的核查核素,~(37)Ar核查方法是现场视察中重要的技术保障之一。中国工程物理研究院核物理与化学研究所研制了适合现场视察的~(37)Ar探测系统——移动式~(37)Ar快速探测系统(Movable ~(37)Ar Rapid Detection System,MARDS),该系统在核军备控制方面有重要意义。MARDS研制过程中,内充气正比计数管测量~(37)Ar活度的探测效率是一项重要的研究内容,探测效率是MARDS系统的重要技术指标,能否提供准确可信的探测效率,是~(37)Ar核查技术是否可行的关键因素之一。 本论文通过实验研究内充气正比计数管测量~(37)Ar活度的甄别阈效应、端效应、壁效应,给出了内充气正比计数管测量~(37)Ar活度的探测效率。通过实验研究内充气正比计数管测量~3H活度的甄别阈效应、端效应、壁效应,得到内充气正比计数管测量~3H活度的探测效率。比较内充气正比计数管测量~(37)Ar、~3H活度的探测效率,发现正比计数管测量~(37)Ar活度的探测效率不同于正比计数管测量~3H活度的探测效率,二者最显著的差别是壁效应,工作气体压力为100kPa时二者的壁效应值相差了一个量级。通过理论分析和MCNP5模拟电子与X射线在正比计数管内的逃逸,得到了正比计数管测量~(37)Ar、~3H活度中壁效应的理论值,理论计算结果与实验结果基本一致,表明了正比计数管测量~(37)Ar、~3H活度的壁效应值不同,也说明了实验结果可信度高。通过~3H活度比对测量和~(37)Ar活度比对测量说明了通过甄别阈效应、端效应、壁效应修正实验测量得到的探测效率可靠。 通过如上所述的一系列工作,说明了实验测量得到的正比计数管测量~(37)Ar活度的探测效率的可信度较高,为MARDS系统提供了准确可信的技术指标,也为~(37)Ar核查方法提供了技术支持。


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