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基于半导体制冷SiPM读出的伽马射线探测器可行性研究
1
作者 何一鸣 高艾勤 +3 位作者 江晓山 屈国普 孙希磊 王仰夫 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第8期1235-1242,共8页
本文研究了半导体制冷技术在基于硅光电倍增管(silicon photomultiplior,SiPM)读出的伽马射线探测器中的应用,通过实验验证了其降温效果及对能量分辨率的提升。首先,通过电热膜模拟SiPM和印制电路板(PCB)的发热,探究了不同PCB负载功率... 本文研究了半导体制冷技术在基于硅光电倍增管(silicon photomultiplior,SiPM)读出的伽马射线探测器中的应用,通过实验验证了其降温效果及对能量分辨率的提升。首先,通过电热膜模拟SiPM和印制电路板(PCB)的发热,探究了不同PCB负载功率和制冷功率下的SiPM温度、温度均匀性及降温幅度。实验结果表明无负载功率的PCB在制冷功率为90W时制冷效果和温度均匀性综合表现最佳。最终采用半导体制冷技术成功将SiPM表面温度降至约-29℃,表面温度极差控制在±1℃以内,伽马射线探测器的能量分辨率从3.78%提升至3.24%。本研究验证了伽马射线探测器在结合半导体制冷技术下提高能量分辨率的可行性,为基于SiPM读出的伽马射线探测器设计以及参数选择提供了参考。 展开更多
关键词 SIPM 半导体制冷 伽马射线探测器
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氡析出率标准装置及其性能研究
2
作者 杨睿 肖德涛 +1 位作者 康锋 程维庆 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第9期1351-1360,共10页
氡析出率标准装置是氡析出率测量仪器刻度与性能测试的计量技术基础。为了建立氡析出率测量的计量标准,研制了氡析出率参考水平分别约为100 mBq·m^(-2)·s^(-1)和4000 mBq·m^(-2)·s^(-1)的两台装置,建立了装置氡析... 氡析出率标准装置是氡析出率测量仪器刻度与性能测试的计量技术基础。为了建立氡析出率测量的计量标准,研制了氡析出率参考水平分别约为100 mBq·m^(-2)·s^(-1)和4000 mBq·m^(-2)·s^(-1)的两台装置,建立了装置氡析出率参考水平定值的开环式氡析出率快速测量方法和活性炭-γ能谱氡析出率累积测量方法,并测量了装置的均匀性和稳定性。两台装置的氡析出率参考水平分别为(97.84±5.93)mBq·m^(-2)·s^(-1)和(4057.60±248.33)mBq·m^(-2)·s^(-1),它们的不确定度分别为6.06%和6.12%。低氡析出率水平装置氡析出率分布均匀性均小于1%,连续120天测量高氡析出率水平装置的稳定性为0.45%,它们受环境温度、湿度和气压的影响较小且与参考水平定值误差比较可以忽略不计。本研究为建立氡析出率计量的国家或行业标准奠定了技术基础。 展开更多
关键词 氡析出率 标准装置 参考水平 均匀性 稳定性
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便携式氡析出率自动测量仪研究 被引量：9
3
作者 李志强 肖德涛 +3 位作者 赵桂芝 单健 吴喜军 周青芝 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期357-362,共6页
氡析出率的可靠测量是环境氡污染治理中的关键因素。活性炭吸附法和静电收集法是氡析出率测量的常用方法,活性炭吸附法适合于在温湿度相对稳定且氡析出率变化不太大的条件下使用,静电收集法能实现快速测量,但目前静电收集式测氡仪如RAD... 氡析出率的可靠测量是环境氡污染治理中的关键因素。活性炭吸附法和静电收集法是氡析出率测量的常用方法,活性炭吸附法适合于在温湿度相对稳定且氡析出率变化不太大的条件下使用,静电收集法能实现快速测量,但目前静电收集式测氡仪如RAD7需对测量的氡浓度进行数据修正才能得到氡析出率。为实现氡析出率的可靠测量,南华大学基于累积集氡和静电收集法测氡的方式研制了一种便携式氡析出率自动测量仪,该测量仪无需干燥管干燥取样的气体,减少了干燥剂对集氡罩内介质表面氡析出率的影响。在自然环境下,该测量仪能准确测量氡浓度,无需借助计算机进行线性拟合处理数据,由内置微处理器将线性拟合转化为代数运算后便能根据测量的氡浓度自动计算出氡析出率。实验表明,该氡析出率自动测量仪在氡析出率标准装置上的测量值与参考值的相对偏差在5%以内。测量完毕直接得出氡析出率,方便了现场氡析出率测量的需求。 展开更多
关键词 便携式 静电收集 氡析出率 可靠测量
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层析γ扫描透射图像重建方法 被引量：6
4
作者 张全虎 隋洪志 +2 位作者 吕峰 李泽 顾忠茂 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2004年第2期162-165,共4页
研究了层析γ扫描 (TGS)透射图像 ,并用两种TGS线性衰减系数重建方法进行TGS透射图像的计算机模拟仿真。结果表明 :与国外文献报道的算法相比较 ,本文采用的两种重建方法的误差小、适应范围广 ,并能满足实际TGS装置的要求。
关键词 层析γ扫描 TGS 透射图像 线性衰减系数 计算机仿真 放射性废物测量
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用于总β测量的新型组合探测器主探测部件γ效率计算 被引量：8
5
作者 张军民 郭兰英 +2 位作者 凌球 屈国普 张文杰 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期335-338,共4页
介绍了一种用于放射性场所总β水平测量的组合探测器的结构与工作原理。对其主探测部件(塑料闪烁体)的厚度及其对γ的探测效率进行了理论推导。并用MATLAB求出探测效率的数值解,
关键词 组合探测器 塑料闪烁体厚度 γ探测效率 MATLAB
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Monte-Carlo统计迭代图像重建算法 被引量：6
6
作者 张全虎 隋洪志 +1 位作者 吕峰 李泽 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第6期555-557,共3页
线性衰减系数图像重建是层析γ扫描(TGS)的一个核心问题。本文从粒子输运方程出发,应用Monte Carlo方法,提出了一种基于Monte Carlo方法的统计迭代图像重建算法。模拟结果表明,与一般TGS图像重建算法相比,该重建算法的重建图像误差大为... 线性衰减系数图像重建是层析γ扫描(TGS)的一个核心问题。本文从粒子输运方程出发,应用Monte Carlo方法,提出了一种基于Monte Carlo方法的统计迭代图像重建算法。模拟结果表明,与一般TGS图像重建算法相比,该重建算法的重建图像误差大为减小,能够满足TGS装置的要求。 展开更多
关键词 MONTE-CARLO法 图像重建 层析γ扫描 TGS 线性衰减系数图像 探测器
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基于双探测器校正的分段γ扫描技术研究 被引量：7
7
作者 刘诚 王德忠 +4 位作者 李厚文 白云飞 钱楠 张适 张继革 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期342-345,共4页
将探测器对准废物桶两个不同偏心位置进行测量,由两个位置计数率比值,确定桶内放射源所在等效半径位置,从而计算其活度。对非均匀样品进行了测量,结果显示,测量结果误差在10%以内。
关键词 分段γ扫描 探测效率 等效半径
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新型超快探测器性能研究 被引量：5
8
作者 陈玲燕 顾牡 +7 位作者 黎青 项开华 王利明 胡朝存 温树槐 刘开武 杨洪琼 王惠芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第3期362-366,共5页
为提高强γ场超快辐射探测器抗信号堆积的性能，可采用ＢａＦ２（Ｌａ）与快的光电器件组合的技术途径。用同步辐射闪烁荧光衰减谱仪和Ｘ光激发发射谱仪测量了国产不同掺Ｌａ浓度的ＢａＦ２晶体抑制快慢成分之比，探讨掺Ｌａ对抑制但成... 为提高强γ场超快辐射探测器抗信号堆积的性能，可采用ＢａＦ２（Ｌａ）与快的光电器件组合的技术途径。用同步辐射闪烁荧光衰减谱仪和Ｘ光激发发射谱仪测量了国产不同掺Ｌａ浓度的ＢａＦ２晶体抑制快慢成分之比，探讨掺Ｌａ对抑制但成分的机理，研究了ＢａＦ２（Ｌａ）抗辐照性能。并用同步辐射测量ＢａＦ２（Ｌａ）与ＧＤ４０Ｚ光电管组成超快辐射探测器的快慢成分抑制比． 展开更多
关键词 氟化钡晶体 超快 辐射探测器 快慢成分抑制比
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γ射线扫描技术在石油化工生产中的应用 被引量：6
9
作者 陈宝流 张培信 +3 位作者 高翔 郭宏利 潘群 高媛 《同位素》 CAS 北大核心 2005年第1期98-101,共4页
介绍了γ射线扫描技术的基本原理、扫描方法以及在石油化工生产中的几个应用实例。γ射线扫描技术应用于苯酚塔检则的结果显示,塔内存在严重气液分布不均现象,已不能满足生产需求。对裂解车间怀疑破沫网脱落的分离罐进行扫描的结果显示... 介绍了γ射线扫描技术的基本原理、扫描方法以及在石油化工生产中的几个应用实例。γ射线扫描技术应用于苯酚塔检则的结果显示,塔内存在严重气液分布不均现象,已不能满足生产需求。对裂解车间怀疑破沫网脱落的分离罐进行扫描的结果显示,破沫网并未脱落,而是分离罐中液体的高度比分离罐液面设计的高度高出许多。重新调整分离罐后,生产即得到了恢复。 展开更多
关键词 Γ射线 扫描 工业塔 在线监测
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γ射线探测器能量响应标定技术 被引量：6
10
作者 李如荣 彭太平 +1 位作者 张建华 王振通 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期88-91,共4页
叙述了γ射线探测器能量响应的标定原理和方法，即利用Compton散射将强^60Co源的1．25MeV γ射线转换为0．36～1．02MeV（25°～90°）范围内任意能量的系列单能γ射线；采用辐射屏蔽技术和提高能量分辨率方法对7射线探测器进... 叙述了γ射线探测器能量响应的标定原理和方法，即利用Compton散射将强^60Co源的1．25MeV γ射线转换为0．36～1．02MeV（25°～90°）范围内任意能量的系列单能γ射线；采用辐射屏蔽技术和提高能量分辨率方法对7射线探测器进行了该能区的能量响应标定；通过MCNP程序对探测器的能量沉积趋势和不同散射角散射7射线的能量分布进行模拟计算。结果表明：该标定系统信噪比达到了20：1左右，能量分辨率约为6％，0.66MeV的灵敏度与标准^137Cs源直照标定的灵敏度基本一致。 展开更多
关键词 能量响应 单能 能量分辨率 信噪比
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HPGe 低本底反康普顿γ谱仪 被引量：11
11
作者 王远大 刁立军 唐培家 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期256-261,共6页
本文报道了以ＨＰＧｅ为主探测器的低本底反康普顿γ谱仪。该谱仪以环形和圆柱形ＮａＩ（Ｔｌ）组成阱型反符合屏蔽探测器，以钢、铅及不锈钢等材料组成复合结构屏蔽室。对４０Ｃｏ１３３２．５ｋｅＶγ射线，ＨＰＧｅ主探测器能量分辨... 本文报道了以ＨＰＧｅ为主探测器的低本底反康普顿γ谱仪。该谱仪以环形和圆柱形ＮａＩ（Ｔｌ）组成阱型反符合屏蔽探测器，以钢、铅及不锈钢等材料组成复合结构屏蔽室。对４０Ｃｏ１３３２．５ｋｅＶγ射线，ＨＰＧｅ主探测器能量分辨率为１．８６ｋｅＶ，相对效率为３８％。在阱型反符合屏蔽条件下，谱仪对１３７Ｃｓ点状薄膜源测得康普顿抑制系数为４．４；峰康比为８７０∶１；５０～２０００ｋｅＶ能区内每ｍｉｎ积分本底为７．５；测量时间１０００ｍｉｎ，置信度为９５％，谱仪对１３７Ｃｓ点薄膜源的最小可探测活度为３．８ｍＢｑ。 展开更多
关键词 低本底 HPGE Γ谱仪 反康普顿 主探测器
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133Ba活性炭滤盒源制备方法研究 被引量：6
12
作者 夏文 叶宏生 +3 位作者 宋鑫鹏 陈克胜 林敏 徐利军 《同位素》 CAS 2019年第5期337-342,I0002,共7页
133 Ba(T 1/2=10.51 y)因与131 I(T 1/2=8.02 d)谱形相似,常作为替代核素用于碘监测仪探测效率传递标准源的制备。本文采用旋转蒸发方式制备均匀分布133 Ba活性炭滤盒源,经测量,各滤盒之间单位质量活性炭的净计数率相对标准偏差小于1%,... 133 Ba(T 1/2=10.51 y)因与131 I(T 1/2=8.02 d)谱形相似,常作为替代核素用于碘监测仪探测效率传递标准源的制备。本文采用旋转蒸发方式制备均匀分布133 Ba活性炭滤盒源,经测量,各滤盒之间单位质量活性炭的净计数率相对标准偏差小于1%,符合均匀性要求。6个月稳定性结果与衰变时间修正后的活度偏差≤1%,满足稳定性要求。活度测量结果与标准溶液加入量在约1%范围内一致。采用滤纸平面源制备了指数分布状态的133 Ba活性炭滤盒源,对不同分布滤盒源探测效率进行测量和模拟计算,两者在3.3%范围内符合,但均匀分布与指数分布133 Ba滤盒源探测效率相差≥13%,建议采用多个传递标准源的方式测得碘监测仪对几种典型分布滤盒源的探测效率,以方便用户使用。 展开更多
关键词 活性炭滤盒 均匀性 探测效率 133 BA
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应用蒙特卡罗方法确定NaI探测器的点源效率函数及其参数 被引量：8
13
作者 张富利 曲德成 杨国山 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期231-235,共5页
为了探讨NaIγ探测器对点状γ射线源(以下简称“点源”)的探测效率与点源空间位置之间的关系,采用蒙特卡罗方法通用程序模拟计算了NaIγ探测器对空间不同位置处137Cs、60Co点源的探测效率。根据模拟计算结果,通过数值拟合方法,确定了Na... 为了探讨NaIγ探测器对点状γ射线源(以下简称“点源”)的探测效率与点源空间位置之间的关系,采用蒙特卡罗方法通用程序模拟计算了NaIγ探测器对空间不同位置处137Cs、60Co点源的探测效率。根据模拟计算结果,通过数值拟合方法,确定了NaI探测器对点源的探测效率函数及其参数。研究表明,应用蒙特卡罗模拟方法确定NaIγ探测器对于点源的探测效率函数及其参数是一种简便、有效的方法。 展开更多
关键词 NaI探测器 点源 蒙特卡罗方法 探测效率
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NRL-1型测氡仪的绝对湿度效应研究 被引量：5
14
作者 单健 肖德涛 +7 位作者 赵桂芝 周青芝 刘彦 丘寿康 孟冶成 熊信明 刘小松 马文荣 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1707-1711,共5页
本文根据目前国内外对绝对湿度效应的研究现状，针对绝对湿度对 N RL-1型测氡仪探测效率的影响，建立了N RL-1型测氡仪温湿度修正的实验方案。通过对南华大学氡实验室氡活度浓度的控制、温湿度调节方案进行分析与改进，控制实验中的绝... 本文根据目前国内外对绝对湿度效应的研究现状，针对绝对湿度对 N RL-1型测氡仪探测效率的影响，建立了N RL-1型测氡仪温湿度修正的实验方案。通过对南华大学氡实验室氡活度浓度的控制、温湿度调节方案进行分析与改进，控制实验中的绝对湿度变化，得到了不同绝对湿度下的修正因子，并获得了绝对湿度在1.90～14.91 g/m3范围内的温湿度修正曲线，从而成功地对N RL-1型测氡仪进行了温湿度效应修正。实验结果表明：综合考虑绝对湿度的情况下，在绝对湿度小于2.4 g/m3时，N RL-1型连续测氡仪的收集效率趋近于常数；其绝对湿度的修正因子基本接近于1；而随着绝对湿度的增大，修正因子呈非线性增长。 展开更多
关键词 氡 测氡仪 绝对湿度效应
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氡析出率快速测量的不确定度评定 被引量：5
15
作者 李志强 肖德涛 +3 位作者 赵桂芝 单健 吴喜军 周青芝 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1-6,共6页
氡析出率测量受外界环境因素影响较大,为科学合理地评定氡析出率快速测量结果的准确性。结合不确定度原理,建立氡析出率快速测量方法的理论分析模型,分析其不确定度来源,评定其不确定度。结果表明,快速测量方法在氡析出率0.39-2.62 Bq&#... 氡析出率测量受外界环境因素影响较大,为科学合理地评定氡析出率快速测量结果的准确性。结合不确定度原理,建立氡析出率快速测量方法的理论分析模型,分析其不确定度来源,评定其不确定度。结果表明,快速测量方法在氡析出率0.39-2.62 Bq·m^(-2)·s^(-1)的标准装置上,105 min快速测量的结果其相对合成标准不确定度在12%以内。研究结果为氡析出率快速测量方法的置信程度评定提出了新的评价方法。 展开更多
关键词 氡析出率 快速测量 不确定度
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低能β活度微量热计性能研究 被引量：5
16
作者 李玮 陈细林 +3 位作者 袁大庆 汪建清 刁立军 姚顺和 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期107-111,共5页
研制了10μW级放射性活度微量热计绝对测量装置。进行了等温双杯量热计计体设计和最佳半导体热电偶数目的理论计算及热电偶噪声水平估算,编写了微量热计数据获取和数据处理软件,进行了电热校准实验。对该装置的校准结果表明,在输入15μ... 研制了10μW级放射性活度微量热计绝对测量装置。进行了等温双杯量热计计体设计和最佳半导体热电偶数目的理论计算及热电偶噪声水平估算,编写了微量热计数据获取和数据处理软件,进行了电热校准实验。对该装置的校准结果表明,在输入15μW电功率条件下,校准不确定度在2%以内。 展开更多
关键词 等温双杯量热计 半导体热电偶 电校准
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快脉冲硬X射线能谱测量实验研究 被引量：3
17
作者 全林 郑伟博 +4 位作者 屠荆 苏春磊 李君利 苗亮亮 王春义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期658-662,共5页
研究设计了以解析吸收片后的透射率来测量快脉冲硬X射线辐射场能谱的实验方法。对实验方案进行了理论模拟设计,并获得了解谱必要的理论数据,通过测量不同吸收片后光强的实验方法获得了透射系数,用微扰的数学方法完成了测量谱的解析,复... 研究设计了以解析吸收片后的透射率来测量快脉冲硬X射线辐射场能谱的实验方法。对实验方案进行了理论模拟设计,并获得了解谱必要的理论数据,通过测量不同吸收片后光强的实验方法获得了透射系数,用微扰的数学方法完成了测量谱的解析,复现了测量位置处快脉冲硬X射线辐射场能谱,最后对该方法的可靠性进行了验证。 展开更多
关键词 吸收法 连续硬X射线 能谱 透射系数 解谱
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蒙特卡罗方法模拟放射源位置对井型NaI(Tl)晶体探测效率的影响 被引量：7
18
作者 张明 王仁仲 +1 位作者 杨元第 陈靖 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期50-53,共4页
利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表... 利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表明:对比常用的圆柱形NaI(Tl)闪烁探测器,由于井型NaI(Tl)晶体对放射源所张立体角很大,所以其对γ射线的源峰探测效率更高,并随着放射源在井内高度的增加而逐渐减小;在固定了放射源在晶体井下深度的情况下,放射源位置在水平面内的变化对源峰探测效率的影响并不大。 展开更多
关键词 Geant4程序 井型NaI(Tl)晶体探测器 探测效率
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利用中子感生瞬发γ射线分析水泥生料中的元素含量 被引量：4
19
作者 程道文 谷德山 +3 位作者 伊杰 贾福全 乔双 刘林茂 《同位素》 CAS 北大核心 2005年第1期84-86,共3页
利用中子感生瞬发γ射线分析法(NIPGA)分析水泥生料中的元素含量。结果表明CaO、SiO2、Fe2O3和Al2O3的分析值和化学方法的测量值比,偏差分别小于0.60%、0.40%、0.40%和0.40%。此方法不仅分析速度快(15min检测一个样品),还能实现多元素... 利用中子感生瞬发γ射线分析法(NIPGA)分析水泥生料中的元素含量。结果表明CaO、SiO2、Fe2O3和Al2O3的分析值和化学方法的测量值比,偏差分别小于0.60%、0.40%、0.40%和0.40%。此方法不仅分析速度快(15min检测一个样品),还能实现多元素的同时分析,是一种适应水泥工业现代化的分析方法。 展开更多
关键词 中子感生瞬发γ射线分析法 脉冲中子发生器 水泥生料 元素含量
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γ射线探测器在宽能区光峰效率精密刻度进展 被引量：4
20
作者 袁观俊 魏涛 郭兰英 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第4期302-305,共4页
介绍了γ射线探测器的光电峰(FEP)效率刻度在近年来的进展;着重评述了高纯锗探测器在高能区(2.7～10.0MeV)进行效率刻度的有效方法。
关键词 Γ射线探测器 光电峰 FEP 效率 精密刻度 锗 快中子 裂变 宽能区
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