中子自屏蔽效应对PGNAA水溶液测量分析影响的研究

发布时间：2020-07-16 10:43

【摘要】：中子自屏蔽效应是影响瞬发γ射线中子活化分析(PGNAA)技术检测精度的重要因素之一。在利用瞬发γ射线中子活化技术进行水溶液检测时,中子自屏蔽效应对水溶液中元素的检测分析带来了严重干扰,主要表现为某些元素的特征射线计数与元素含量间呈现非线性变化。本文从物理机制上对PGNAA技术检测水溶液时产生的自屏蔽效应进行了分析,提出了三种中子自屏蔽修正模型,通过这三种修正模型对水溶液检测过程中的中子自屏蔽效应进行了修正处理。在简化样品的几何结构和反应的物理过程的基础上,通过中子输运理论建立了理论计算的修正模型。在该模型的基础上确定了影响中子自屏蔽因子的主要因素即样品对中子的总吸收截面变化,并且结合水溶液样品中元素均匀的性质建立了中子总吸收截面的修正模型。同时,为对实际测量时的中子自屏蔽因子进行计算,利用这两种模型并结合水溶液样品中氢元素绝对含量不变的性质提出了基于内部标定法的修正模型。利用三种修正模型对镉元素和硼元素的特征γ射线计数与元素含量的线性关系进行了修正分析,修正结果显示三种模型均可以在很大程度上改善元素的特征峰面积与元素含量间的非线性关系,在基于瞬发γ射线中子活化分析技术检测水溶液元素中很好地对中子自屏蔽效应进行了修正。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL81
【图文】：

(b) 探测器内置式检测装置图 1.1 基于 PGNAA 技术的水溶液检测装置结构示意图 方法进行绝对测量是一件困难的事，因此一般采用相对测量的方样品，然后在同样的中子源和测量系统中进行标定，得到相应峰计数就可以得到相应的含量等值。该方法的优势在于可以不及探测器的绝对探测效率，但是前提是中子通量和探测条件不溶液中的元素检测的研究工作中，我们发现样品元素发生较大大的元素改变，元素的特征 γ 射线计数与其含量呈现非线性变。在水溶液检测过程中，中子源发射出中子与样品中的元素发线穿过样品到达探测器被探测到。在这一物理过程中，主要有是中子自屏蔽效应，其次是 γ 射线自吸收效应，由于水溶液对，因此测量精度的主要影响来自于中子自屏蔽效应。容NAA 技术应用于水溶液检测中的中子自屏蔽效应进行以下研究

本文技术路线图

图 2.1 光电效应原理示意图外层束缚电子相互作用时，其把能量全部给某个束效应中，通过能量守恒可知：e jE h B光子的能量，eE 表示光电子所得能量，jB 是原子称为光电截面，在非相对论前提中，光电截面可以通其为：5 7/21( )KZh 应时，其为51KZh 知，光电截面与元素的原子序数 Z5成正比关系，因此一般选用高 Z 的物质对 γ 射线进行防护。

【参考文献】

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本文编号：2757905