基于探测效率刻度提高分段伽马扫描探测精度的研究

发布时间：2020-08-17 12:46

【摘要】：核动力厂日常运行中产生的低、中水平放射性废物中含有未知量的各种放射性核素,桶内介质和放射性物质组成复杂多变,平均密度变化范围非常大,空间分布极其不均匀,物理和化学形态十分复杂,如果采用传统的抽样化学分析方法进行检测,其结果很难具有代表性,必然带来极大的人为不可控误差。目前,对于放射性废物桶的测量比较理想的测量方法为无损分析方法(Non-Destructive Assay),简称NDA。而分段γ扫描技术是目前常用的无损分析方法。对于分段γ扫描技术,探测器的探测效率刻度是测量的核心。在分段γ扫描技术中,由于废物桶匀速旋转,点源可被视为环源,不同半径的环源对探测器有不同的探测效率,这是造成分段γ扫描技术对非均匀样品探测误差的主要原因。对此,有学者提出改进型分段γ扫描技术,将核素等效为一个线性环源,采用两个探测器对环源进行定位,获得等效半径,从而能准确计算环源的探测效率,并重建出核素的活度。该方法在有限个数的点源情况下探测精度较分段γ扫描技术有很大提高,但是针对点源数量较多的情况没有深入研究。本研究将对环源探测效率随环半径的分布规律进行研究,分析不同填充物质密度、核素能量下探测效率与探测器偏心距以及提出了一种不受准直器影响的探测效率的数值计算方法,从而在分段γ扫描技术测量中设置探测器的偏心位置以获得最佳的探测精度。该研究既具备科学意义,同时又具有一定的实际工程价值。主要的研究内容和成果包括:(1)研究传统的SGS测量系统在进行探测效率刻度时,放射源在废物桶内不同位置对探测效率精度的影响规律;(2)研究探测器和废物桶相对位置的偏移程度对不同工况下SGS系统探测效率刻度精度影响的规律;(3)推导出不受到准直器形状影响的探测效率数值计算公式,通过计算结果与蒙特卡罗计算结果和实验结果对比,证实了公式的可靠性,在不影响探测效率刻度精度的前提下,提高了探测效率刻度的效率;(4)给出SGS系统对核动力厂日常中低放射性废物桶测量中,不同情况下令探测效率刻度精度最高的探测器偏心距。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TL816
【图文】：

图 2-1. 光电效应示意图Fig. 2-1 Schematic diagram of photoelectric effect释这一种现象，爱因斯坦提出了光量子理论。假设光的能量在空间续的，呈能量子的状态，这些能量子只能被整个的产生和吸收，称光子）。光子的能量为 = 。之后，爱因斯坦进一步提出光子的动

图 2-2. 康普顿散射示意图Fig. 2-2 Schematic diagram of compton scattering中，hν及h 分别为入射的光子和散射的光子的能量，θ为散射的光子方向的角度，这个角度被称为散射角，φ为反冲的电子与入射的光间的角度，这个角度被称为反冲角。与光电效应区别的是，康普顿

图 2-3. 电子对效应示意图Fig. 2-3 Schematic diagram of electron pair effect对效应过程中的动量守恒和能量守恒方程为： = （2-11）hν = 2 2（2-12）

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本文编号：2795341