本文關鍵詞：NH-UAV無人機航空輻射監(jiān)測系統(tǒng)的最小可探測活度濃度研究

  更多相關文章： 核事故 HPGe探測器 LaBr_3探測器 探測效率 最小可探測活度濃度

【摘要】：核安全是核電可持續(xù)發(fā)展的前提保障。采用無人機進行核事故環(huán)境監(jiān)測是一種快速有效的核應急手段。為了預判NH-UAV無人機航空輻射監(jiān)測系統(tǒng)在重大核事故下的適用性及探測性能,本文以福島核事故為研究背景,開展了NH-UAV系統(tǒng)處于核事故不同階段的探測效率刻度及最小可探測活度濃度研究。針對NH-UAV系統(tǒng)處于核事故早、中及后期的放射性測量,本文分別建立了三個監(jiān)測模型:1)核事故早期,考慮放射性污染僅來自大氣環(huán)境中的放射性煙羽,研究了NH-UAV系統(tǒng)處于不同核事故、非均勻源項、不同水平探測位置、不同源項尺寸及不同環(huán)境活度濃度條件下雙探測器的探測效率刻度及最小可探測活度濃度,并探討了提高雙探測器系統(tǒng)探測能力的措施;2)核事故中期,考慮放射性污染同時來自大氣環(huán)境中的放射性煙羽云及在地表的放射性沉降,研究了NH-UAV系統(tǒng)處于不同飛行高度、不同水平探測位置及不同源項尺寸條件下雙探測器的探測效率及最小可探測活度濃度;3)核事故后期,考慮放射性污染的貢獻僅來自于地表的放射性沉降,模擬NH-UAV系統(tǒng)處于不同飛行高度、不同水平探測位置及不同源項尺寸條件下HPGe探測器的最小可探測限及La Br3探測器的最小可探測活度濃度。研究結果表明,NH-UAV系統(tǒng)適用于類似福島核事故及切爾諾貝利核事故這樣重大放射環(huán)境中;NH-UAV系統(tǒng)可以工作于非均勻放射源項環(huán)境中;HPGe探測器存在測量閾值,對于364keV及662 keV能量的γ射線的活度濃度測量閾值分別為236 Bq m-3及609 Bq m-3,而LaBr_3探測器的最小可探測活度濃度不隨外界環(huán)境中活度濃度的變化而改變;隨著NH-UAV系統(tǒng)飛行高度的攀升,HPGe探測器的對核素的探測性能逐漸變好,而LaBr_3探測器對核素的探測性能逐漸下降;NH-UAV系統(tǒng)越靠近源項中心,HPGe探測器的探測能力越低,而LaBr_3探測器的探測能力變化正好相反;隨著放射性源項尺寸的增加,HPGe探測器的探測靈敏度逐漸變差,而LaBr_3探測器的探測靈敏度逐漸變好;增加系統(tǒng)的測量時間是提升雙探測器探測性能的有效措施,同時,為HPGe探測器增加屏蔽體厚度也是降低其探測限的良好方法。本文的研究結果為處于核事故環(huán)境下的NH-UAV系統(tǒng)的活度濃度計算及其探測性能評價提供了數據支持,并為該系統(tǒng)的原位測量提供了參考建議。
【關鍵詞】：核事故 HPGe探測器 LaBr_3探測器 探測效率 最小可探測活度濃度
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279;TM623.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 研究背景及意義15-17
• 1.1.1 核能是我國能源戰(zhàn)略的重要選擇15-16
• 1.1.2 核安全是核電健康發(fā)展的前提16-17
• 1.2 無人機航空核輻射監(jiān)測系統(tǒng)17-20
• 1.2.1 無人機航空核輻射監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展歷程17-18
• 1.2.2 NH-UAV無人機航空核輻射監(jiān)測系統(tǒng)簡介18-20
• 1.3 本文的研究意義與內容20-22
• 1.3.1 本文的研究意義20
• 1.3.2 本文的研究內容20-22
• 第二章 NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度及蒙特卡羅模擬22-37
• 2.1 NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度22-26
• 2.1.1 最小可探測活度（濃度）的理論基礎22-24
• 2.1.2 NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度24-26
• 2.2 蒙特卡羅方法簡介26-27
• 2.2.1 蒙特卡羅方法基本原理26
• 2.2.2 蒙特卡羅方法與確定性方法的比較26-27
• 2.3 蒙特卡羅軟件介紹27-28
• 2.3.1 蒙特卡羅程序特點27
• 2.3.2 MCNP程序27
• 2.3.3 MCNP程序的輸入文件27-28
• 2.3.4 MCNP程序的高斯展寬28
• 2.4 高斯煙羽擴散模型28-29
• 2.5 NH-UAV系統(tǒng)中的γ能譜探測儀29-32
• 2.5.1 溴化鑭探測器29-30
• 2.5.2 高純鍺探測器30-32
• 2.6 蒙特卡羅模型的建立32-36
• 2.6.1 核事故不同階段中NH-UAV系統(tǒng)的放射性監(jiān)測模型32-34
• 2.6.2 源項有效尺寸34-35
• 2.6.3 考慮的放射性核素35-36
• 2.7 本章小結36-37
• 第三章 核事故初期NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度研究37-58
• 3.1 雙探測器幾何尺寸的驗證37-40
• 3.2 HPGe探測器的屏蔽體設計40-42
• 3.3 不同核事故環(huán)境下NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度42-47
• 3.3.1 雙探測器系統(tǒng)的本底譜42-44
• 3.3.2 雙探測器的有效探測效率刻度44-45
• 3.3.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算45-47
• 3.4 不同水平探測位置處NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度47-49
• 3.4.1 HPGe探測器的本底譜47
• 3.4.2 LaBr_3探測器的有效探測效率刻度47-48
• 3.4.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算48-49
• 3.5 不同源項尺寸情況下NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度49-52
• 3.5.1 HPGe探測器的本底譜49-50
• 3.5.2 LaBr_3探測器的有效探測效率刻度50-51
• 3.5.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算51-52
• 3.6 非均勻源項情況下NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度52-54
• 3.6.1 HPGe探測器的本底譜52
• 3.6.2 LaBr_3探測器的有效探測效率刻度52-53
• 3.6.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算53-54
• 3.7 不同煙羽活度濃度下NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度54-55
• 3.8 提高NH-UAV系統(tǒng)探測能力的措施55-57
• 3.8.1 監(jiān)測時間55
• 3.8.2 HPGe探測器的屏蔽體厚度55-57
• 3.9 本章小節(jié)57-58
• 第四章 核事故中期NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度研究58-69
• 4.1 不同飛行高度下NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度58-61
• 4.1.1 HPGe探測器的本底譜58-59
• 4.1.2 LaBr_3探測器的有效探測效率刻度59-60
• 4.1.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算60-61
• 4.2 不同水平探測位置處NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度61-65
• 4.2.1 HPGe探測器的本底譜61-62
• 4.2.2 LaBr_3探測器的有效探測效率刻度62-63
• 4.2.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算63-65
• 4.3 不同源項尺寸情況下NH-UAV系統(tǒng)的最小可探測活度濃度65-68
• 4.3.1 HPGe探測器的本底譜65-66
• 4.3.2 LaBr_3探測器的有效探測效率刻度66-67
• 4.3.3 雙探測器系統(tǒng)的MDAC計算67-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第五章 核事故后期NH-UAV系統(tǒng)的探測限及最小可探測活度濃度研究69-79
• 5.1 核事故后期HPGe探測器的最小可探測限69-74
• 5.1.1 不同飛行高度下HPGe探測器的最小可探測限69-71
• 5.1.2 不同水平探測位置處HPGe探測器的最小可探測限71-72
• 5.1.3 不同源項尺寸情況下HPGe探測器的最小可探測限72-74
• 5.2 核事故后期LaBr_3探測器的最小可探測活度濃度74-78
• 5.2.1 不同飛行高度下LaBr_3探測器的MDAC計算74-75
• 5.2.2 不同水平探測位置處LaBr_3探測器的MDAC計算75-77
• 5.2.3 不同源項尺寸情況下LaBr_3探測器的MDAC計算77-78
• 5.3 本章小結78-79
• 第六章 總結與展望79-82
• 6.1 研究工作總結79-80
• 6.2 展望80-81
• 6.3 研究工作中的創(chuàng)新點與難點81-82
• 參考文獻82-87
• 致謝87-88
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文88-89

【參考文獻】

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本文編號：906491