一种刻度氙气样品HPGe探测效率的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种刻度氙气样品HPGe探测效率的装置及方法，包括放射源、多个不同高度的装有空气的聚乙烯盒、探测器；放射源包括133Ba面源和137Cs点源；面源铝底衬作为上吸收层；137Cs点源位于133Ba面源上面中心位置；133Ba面源位于装空气样品的聚乙烯盒上方，聚乙烯盒上下面作为下吸收层；探测器包括晶体、位于晶体外的铝外壳、位于铝外壳上且位于晶体上方的碳材料窗；聚乙烯盒放置在探测器窗上方。本发明专利技术使用的放射源高度等间隔增加，使用133Ba面源来替代133Xe样品进行效率刻度，使用137Cs点源峰效率来校正133Ba面源峰效率的符合相加校正因子，其解决了现有探测效率刻度方法对源的活度要求非常高、射线存在自吸收问题、存在较大的不确定度的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
—种刻度氙气样品HPGe探测效率的装置及方法
本专利技术属于辐射探测技术方法，具体涉及了 133Xe气体的探测效率面源效率刻度技术及放射源的级联符合相加效应的校正技术。
技术介绍
全面禁止核试验条约主要使用放射性核素监测来履约和监测各种核试验。在一次核爆中，将会大量产生四种放射性氙同位素=mniXe (t1/2=l1.84d), 133Xe (t1/2=5.243d), 133mXe (t1/2=2.19d), 135Xe (t1/2=9.14h)，这些核素由于其半衰期较长，在核爆几天内还是比较容易被探测到，国际上重点关注的气体核素为133Xe气体，因此对其监测的技术手段成为各国研究的重点内容。一般测量mXe气体采用β-Y符合法、HPGe Y能谱分析法。β — Y符合法采用了符合技术，有效降低了环境放射性本底影响，系统的探测限较高。测量放射性气体氙时，气体会通过扩散作用附集在探测器内壁，难以清除干净，形成所谓的“记忆效应”，从而极大地影响β — Y符合法测量放射性氙的灵敏度。HPGey能谱直接用于氙同位素四种核素的测量，且能量分辨率也比较高，是比较成熟的技术，适合现场测量；相对符合设备它具有结构简单、操作简单等特点，缺点是探测灵敏度没有符合高。放射性氙的全能峰的HPGe效率刻度一般有几种方法:一、制作放射性氙同位素标准源进行效率刻度，该方法的优点可使其与样品形状相同，但它的缺点是氙同位素半衰期较短，对源的活度要求非常高。二、使用低密度材料，发射多种能量射线的混合源，被做成样品形状，使用这些源刻度得到的效率曲线可得到未知氙的探测效率。该方法的不足是射线存在自吸收问题，只是一种近似实验模拟技术。三、使用蒙卡模拟来获得探测效率，这种方法需知道探测器特性的全面知识，尤其锗晶体的灵敏体积。生产厂家一般不能提供晶体死层信息，因此用户需要对晶体死层进评估，存在较大的不确定度。实际工作中133Xe气体源只有5天左右的半衰期，制作标准气体源对探测器进行效率刻度是比较麻烦的。借助以上方法的优点，本专利技术使用半衰期为10年左右的133Ba面源来替代133Xe进行氙气刻度。由于133Ba核素存在严重的符合相加效应，不能直接得到其SlkeV能峰的净计数，需要进行符合相加校正。在原子核的级联衰变中，发射一个粒子后，立即又发射一个或多个同类型或其他类型的粒子，因原子核激发态的寿命很短(通常在10_8~10_21S)，可以把两个或多个粒子看成是同时发射的衰变事件，探测器记录的是其能量叠加后的能峰。通常解决这类核素的测量问题一般使用符合方法，最常用的测量装置为4 π β-Y符合测量装置。通常是采用HPGe等单探测器系统进行远距离测量分析。符合相加校正国外一般根据核素的衰变，跟踪所有衰变路径和可能形成的峰几率，建立了转变几率矩阵方程，通过解方程得到了符合校正因子。本专利技术对于面源的符合相加进行了专门的实验设计安排，133Ba面源上方放置137Cs点源，利用137Cs/133Ba峰效率比值随高度变化的规律，进行符合相加校正，得到了满意的结果，该技术方法对于其他具有符合相加效应的核素具有通用性。本专利技术专利技术实现了 133Ba面源刻度133Xe气体源的面源积分刻度和面源效率转移刻度两种面源刻度技术，两种技术方法可以同时完成刻度工作，也可单独完成刻度工作。刻度完成后即可对样品进行测量分析得到样品的放射性活度浓度值。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种采用133Ba面源模拟刻度133Xe样品HPGe探测效率的方法，其解决了现有探测效率刻度方法对源的活度要求非常高、射线存在自吸收问题、存在较大的不确定度的技术问题。本专利技术的技术解决方案是:一种刻度氙气样品HPGe探测效率的装置，其特殊之处在于:包括放射源、多个不同高度的装有空气的聚乙烯盒、探测器；所述放射源包括133Ba面源和137Cs点源；所述面源铝底衬作为上吸收层；所述137Cs点源位于133Ba面源上面中心位置；所述133Ba面源位于装空气样品的聚乙烯盒上方，聚乙烯盒上下面作为下吸收层；所述探测器包括晶体、位于晶体外的铝外壳、位于铝外壳上且位于晶体上方的碳材料窗；聚乙烯盒放置在探测器碳材料窗上方。上述多个聚乙烯盒高度范围为0.5_20cm。上述多个聚乙烯盒较佳高度范围为0.5-2.5、18_20cm。上述聚乙烯盒高度之一为20cm。一种刻度氙气样品HPGe探测效率的方法，包括以下步骤:I 】通过 LabSOCS 模拟计算获得 R (hn)、R (hf)、R(n/f) (h)；1.l】LabS0CS模拟计算137Cs点源和133Ba面源在离探测器较近时不同高度的峰探测效率eCs(hn)、eBa(hn)，以及较远时不同高度的峰探测效率的eCs(hf)、eBa(hf)；1.2】计算距离探测器较近时不同高度的137Cs点源与133Ba面源的峰探测效率比值ROO:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刻度氙气样品HPGe探测效率的装置，其特征在于：包括放射源、多个不同高度的装有空气的聚乙烯盒、探测器；所述放射源包括133Ba面源和137Cs点源；所述面源铝底衬作为上吸收层；所述137Cs点源位于133Ba面源上面中心位置；所述133Ba面源位于装空气样品的聚乙烯盒上方，聚乙烯盒上下面作为下吸收层；所述探测器包括晶体、位于晶体外的铝外壳、位于铝外壳上且位于晶体上方的碳材料窗；聚乙烯盒放置在探测器的碳材料窗上方。

【技术特征摘要】
1.一种刻度氙气样品HPGe探测效率的装置，其特征在于: 包括放射源、多个不同高度的装有空气的聚乙烯盒、探测器； 所述放射源包括mBa面源和137Cs点源；所述面源铝底衬作为上吸收层；所述137Cs点源位于133Ba面源上面中心位置；所述133Ba面源位于装空气样品的聚乙烯盒上方，聚乙烯盒上下面作为下吸收层； 所述探测器包括晶体、位于晶体外的铝外壳、位于铝外壳上且位于晶体上方的碳材料窗；聚乙烯盒放置在探测器的碳材料窗上方。2.根据权利要求1所述的刻度氙气样品HPGe探测效率的装置，其特征在于:所述多个聚乙烯盒高度范围为0.5-20cm。3.根据权利要求2所述的刻度氙气样品HPGe探测效率的装置，其特征在于:所述多个聚乙烯盒高度范围为0.5-2.5、18-20cm。4.根据权利要求2所述的刻度氙气样品HPGe探测效率的装置，其特征在于:所述聚乙烯盒高度为20cm。5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：田自宁，欧阳晓平，张显鹏，宋纪文，张建福，阮金陆，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：