金属材料对放射性核素的屏蔽性能研究(2)

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在对诸如汽车、海关等各关口的行人、车辆或火车等进行实时核安检，有助于防止放射性物质的非法扩散。在这些监测过程中，由于这些运输工具本身会屏蔽部分天然本底，造成探测器本底计数的下降。而普通的监测仪器的报警阈值设定方案，是在无屏蔽体的时候通过通过采集本底形成报警阈值，而在有诸如此类的屏蔽体时锁定报警阈值，由此被检对象本身的屏蔽效应会造成监测系统的报警灵敏度降低[2]。此外，屏蔽体厚度不同，放射源本身的平均自由程等也会对测量结果有一定的影响，测得的能谱也可能不同。论文网

本课题通过对金属材料屏蔽体对放射性核素的屏蔽性进行研究，根据不同能材料或者不同厚度量出射线谱图进行归一化的对比分析，分析屏蔽体本身屏蔽性特征以及壁厚对射线的的屏蔽作用。通过研究金属材料对放射性的屏蔽性能，对在放射性核素现场中经常遇到的金属包装与屏蔽情况的识别，为未知放射性沾染、核材料、核装置与放射源等进行快速放射性核素的识别具有重要的现实指导意义，也提供了可靠的技术支持。这种壁厚源外识别技术的研究，在军控核查领域的弹头识别核查中也有可能得到有效应用，也可以应用于强辐射场定量测量中源的自吸收修正[3]。对在核反恐和核应急过程中的监测也有特别的现实意义。源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/

1.2国内外研究现状及分析

2金属材料对放射性的屏蔽性能研究实验

2.1实验设计

2.1.1实验原理

测量γ射线的能谱的仪器简称γ能谱仪，其一般结构如下图所示：

γ射线在探测器中沉积能量，形成电信号脉冲，电压脉冲经线性放大、A/D转换等处理后，被计算机系统采集。根据射线能量沉积形成的方式，可分为多种不同的探测器，本实验主要采用CdZnTe探测器、LaBr3(Ce)探测器以及HPGe探测器。

γ射线入射至闪烁体时，通过三种基本相互作用过程：光电效应、康普顿效应和电子对效应，产生次级电子，这些次级电子将能量消耗在闪烁体中，使闪烁体中原子电离、激发而后产生荧光。光电倍增管的光阴极将收集到的这些光子转换成光电子，光电子再在光电倍增管中倍增，最后经过倍增的电子在管子阳极收集起来，通过阳极负载电阻形成电压脉冲信号。此电压脉冲的幅度与γ射线在闪烁体内消耗的能量及产生的光强成正比，所以根据脉冲幅度大小可以确定入射γ射线的能量。

由于γ射线在闪烁体中产生的光子数具有一定的统计涨落，近似服从泊松分布，光电倍增管的光阴极光子收集效率具有统计涨落，以及光电倍增管的光电转换效率和倍增系数也存在统计涨落，使得同一能量的γ射线产生的脉冲幅度，具有一定的分布。通常把分布曲线极大值一半处得全宽度称为半宽度FWHM，也用 E表示。半宽度反应了谱仪对能量的分辨本领。因为有些涨落因素与能量有关，使用相对分辨本领即能量分辨率η更为确切。能量分辨率η定义为文献综述

闪烁体探测器的能量分辨率一般在10%左右。一定能量E的入射带电粒子在半导体中产生的总电子-空穴对数N也是涨落的，其相对均方涨落与数目成反比。

由于γ射线与探测器的相互作用有多种方式，实际测量中的γ能谱是非常复杂的。所测谱中多种能量的强度不同的γ射线的单能谱叠加在一起出现，能量很接近的γ射线往往以重峰形式出现，而强度弱的γ谱线又容易被本底掩盖。复杂的γ谱往往包含几十条甚至上千条入射γ射线的信息。所以对所测γ射线的能谱进行分析和处理是很重要的。