海水中放射性探测的蒙特卡洛模拟

发布时间：2017-11-01 14:08

  本文关键词：海水中放射性探测的蒙特卡洛模拟

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【摘要】：本论文的总体目标是在调研国外NaI海水γ能谱测量系统的研究和应用的础上,研究对比新型La Br3探测器和NaI探测器用于海水人工放射性测量的就地γ能谱仪的可行性和可达到的性能指标及其应用技术。本文运用MCNP程序模拟,判断其在性能上是否能够满足我国海洋主要是核电站所属海域的放射性常规测量和核事故快速反应救援的需要。本文工作的主要内容包括以下几个部分:(1)137Cs和131I的体源能谱分析,对模拟结果进行分析,并依据体源的放射性,研究其放射γ射线的规律等内容,为探测γ射线提供依据。(2)不同尺寸晶体的探测效率和最小探测活度,对不同尺寸大小的晶体进行MCNP模拟,分析他们的探测效率和最小探测活度。(3)不同封装材料的厚度对探测效率和最小探测活度的影响,对不同的封装材料的厚度进行MCNP的模拟,分析他们对探测效率和最小探测活度的影响。(4)海水中其他元素对探测结果的影响,主要是40K的影响。本文运用MCNP程序建立了几种模型,针对不同目标核素进行MCNP模拟,最后得出以下结论:(1)γ能谱仪的探测效率分析,探测效率随γ能量的变化而变化,在γ射线能量约为216keV时,取得最大值。通过拟合得到:a=2.746,b=2.329,c=7.743×105,d=2.744,拟合系数R2=0.994。探测效率经验表达式与模拟结果的拟合效果良好。(2)最小探测活度NaI探测器和LaBr3探测器的最小探测活度有较大的差异,Na I探测器的最小探测活度优于LaBr3探测器,这是由于NaI探测器的本底主要来自海水中的40K,而LaBr3探测器的本底主要来自于其自身的放射性。不同体积探测器的最小探测活度有一定差异,最小探测活度随探测器体积的增加而降低。(3)不同封装材料对最小探测活度的影响,不同类型的封装材料对最小探测活度的影响是不一样的,不锈钢对最小探测活度的影响最大,铝合金大于聚氯乙烯的影响,聚乙烯的影响最小。4种材料的密度由大到小依次为不锈钢、铝合金、聚氯乙烯、聚乙烯。随着封装材料密度的增加,材料对γ射线的屏蔽就越强,从而对最小探测活度的影响就越大。
【关键词】：探测效率 最小探测活度 能谱分析 MCNP
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X837
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-20
• 1.2.1 国外研究现状9-19
• 1.2.2 国内现状19-20
• 1.3 研究内容20-22
• 第2章 海水中放射性探测的理论基础22-31
• 2.1 常用物理量22-23
• 2.2 海水中的物质及放射性核素23-25
• 2.2.1 海水中天然放射性核素的含量24-25
• 2.3 γ 射线及测量方法25-31
• 2.3.1 闪烁体的发光机制25
• 2.3.2 γ 射线与物质的相互作用25-28
• 2.3.3 NaI(Tl)闪烁探测器工作原理28-29
• 2.3.4 LaBr3探测器工作原理29-31
• 第3章 MCNP物理模型的建立31-41
• 3.1 MCNP简介31-32
• 3.2 MCNP模型描述32-36
• 3.2.1 探测器的描述32-33
• 3.2.2 源（SDEF）参数33-35
• 3.2.3 其他重要参数35-36
• 3.3 MCNP模拟分析36-38
• 3.4 封装材料的MCNP模拟38-41
• 第4章 MCNP模拟结果分析41-53
• 4.1 能谱分析和探测器选型41-44
• 4.1.1 能谱分析41-42
• 4.1.2 碘化钠探测器监测 γ 射线的选择42-43
• 4.1.3 溴化镧探测器监测 γ 射线的选择43-44
• 4.2 不同尺寸晶体的探测效率和最小探测活度44-48
• 4.2.1 探测效率44-46
• 4.2.2 最小探测活度46-48
• 4.2.3 能量分辨率的比较48
• 4.3 不同封装材料的厚度对探测效率和最小探测活度的影响48-53
• 4.3.1 封装材料的选择49-50
• 4.3.2 封装材料的模拟分析50-53
• 结论53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-60
• 攻读学位期间取得学术成果60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：1127137