The invention relates to a pulsed gamma ray energy spectrum measurement system and method based on nuclear resonance fluorescence. The device includes a lead collimator, a HPGe detector and a specific target. The lead collimator and the specific target are set in the direction of the beam of the pulse gamma ray. The HPGe detector is located on one side of the measured pulse gamma ray and the angle between the HPGe detector and the direction of the beam flow is 90 degrees 120 degrees; the specific target plate includes a variety of targets. The energy levels of each target material are located in the energy range of the pulse gamma ray to be measured. The method includes: 1) using the HPGe detector to detect the number of photons emitted in the pulse gamma ray nuclear resonance fluorescence process R; 2) to calculate the photon number density; 3) the photon number density is obtained by Gauss fitting to get the spectrum distribution of the pulse gamma ray. The application of the invention not only makes the experimental setup of pulse gamma ray energy spectrum measurement simple, but also has simple calculation in later period and high measuring accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于核共振荧光的脉冲γ射线能谱测量系统及方法
本专利技术属于核辐射射线能谱测量技术,具体涉及一种基于核共振荧光的脉冲γ射线能谱测量系统及方法。
技术介绍
当入射γ光子能量与原子核激发态与基态间的能级差相等时,原子核会产生强烈的共振吸收,之后处于激发态,被激发的原子核在退激到基态或能量较低激发态的过程中会释放特定能量的γ光子,这一过程即为核共振荧光(NuclearResonanceFluorescence,NRF)。由于核能级带宽很窄,所以释放的γ光子带宽很窄(ΔE/E=10-6)。核共振荧光的反应截面可以表示为:其中,E为入射γ射线能量;λ为其相应波长;Er为共振能量;Γ为退激到不同能级的带宽之和;Γ0为对应退激到基态的带宽;g为与总角动量相关的统计因子其中Ji为激发态的总角动量;J0为基态的总角动量。由于核的热运动,核能级存在多普勒展宽。当多普勒展宽远大于固有带宽时,此时核共振荧光过程的反应截面可近似表示为:其中,Δ代表多普勒展宽,其与原子核共振能量、质量及温度间有关系:由于核能级与核素的对应关系,故核共振荧光可以应用于同位素的识别和检测,据此有很多相关的应用方向和前景,包括核废料检测、核武器核查、爆炸物检测、集装箱安检及医学诊断成像等等,近些年得到了大家的广泛关注和研究。对于射线能谱的测量,目前主要依靠常用的射线探测器,如气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器等连接多道谱仪这种计数方式实现。但是对于高强度的脉冲射线,由于一个脉冲中包含大量粒子,依靠这种计数方式会由于信号堆积而很难实现对能谱的测量。测量脉冲射线能谱,目前常用的方法有衰减法和磁分析法, ...
【技术保护点】
1.一种基于核共振荧光的脉冲γ射线能谱测量系统,其特征在于:包括铅准直器、HPGe探测器以及特定靶片;所述铅准直器、特定靶片依次设置在待测脉冲γ射线的束流方向上;所述HPGe探测器位于待测脉冲γ射线的一侧且HPGe探测器与束流方向之间的夹角为90°‑120°;所述特定靶片包括多种靶材料叠加而成,且每一种靶材料的能级均位于待测脉冲γ射线的能量范围内。
【技术特征摘要】
1.一种基于核共振荧光的脉冲γ射线能谱测量系统,其特征在于:包括铅准直器、HPGe探测器以及特定靶片;所述铅准直器、特定靶片依次设置在待测脉冲γ射线的束流方向上;所述HPGe探测器位于待测脉冲γ射线的一侧且HPGe探测器与束流方向之间的夹角为90°-120°;所述特定靶片包括多种靶材料叠加而成,且每一种靶材料的能级均位于待测脉冲γ射线的能量范围内。2.根据权利要求1所述的基于核共振荧光的脉冲γ射线能谱测量系统,其特征在于:所述HPGe探测器的前端贴合放置有铅屏蔽体。3.根据权利要求1所述的基于核共振荧光的脉冲γ射线能谱测量系统,其特征在于:所述HPGe探测器数量为2,且以待测脉冲γ射线的束流方向为轴对称分布;两个HPGe谱仪与束流方向之间的夹角均为90°-120°,两个HPGe探测器与特定靶片之间的距离均为10-5...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏坤,翁秀峰,黑东炜,盛亮,李斌康,谭新建,付竹明,孙彬,
申请(专利权)人:西北核技术研究所,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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