本文關(guān)鍵詞：碘化鈉能譜儀在測(cè)量核事故放射性物質(zhì)活度中的應(yīng)用

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【摘要】：核能的發(fā)現(xiàn)到利用已經(jīng)有大半個(gè)世紀(jì)了,在給人類帶來不盡能源的同時(shí),也給環(huán)境造成了一定的污染。早期的核試驗(yàn)一般都在地面進(jìn)行,隨之而來的是大量的放射性物質(zhì)給空氣和地面環(huán)境造成嚴(yán)重污染。雖然現(xiàn)在核武器的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)大大減少,但新的問題也隨之而來,隨著能源短缺的加劇,一座座核電站拔地而起。在給我們帶來清潔能源的同時(shí),也埋下了安全隱患。2011年日本福島核電站事故,大量放射性物質(zhì)泄漏。特別是Cs-137和Cs-134核素,給周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染。食品安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的儀器難以對(duì)低活度的物質(zhì)進(jìn)行定性和定量的分析。較為先進(jìn)的HPGe譜儀由于其價(jià)格昂貴且使用環(huán)境苛刻,應(yīng)用受到一定的限制。本文通過調(diào)研國(guó)內(nèi)外用于測(cè)量物質(zhì)放射性活度的相關(guān)能譜儀以及測(cè)量技術(shù)的相關(guān)方法。結(jié)合前人研究的成果,對(duì)碘化鈉閃爍晶體作為探測(cè)器的固定式核能譜儀在核事故中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探究。本儀器采用的是5cm壁厚的鉛室作為測(cè)量腔室�？諝獗镜子�(jì)數(shù)在250cpm左右,水本底計(jì)數(shù)在315cpm左右。有較好的屏蔽效應(yīng),提高了儀器的探測(cè)下限。文章采用五點(diǎn)最小二乘擬合法對(duì)儀器進(jìn)行能量線性的刻度,保證了射線從低能到高能都具有很好的線性。利用MCNP軟件對(duì)能譜儀測(cè)量物質(zhì)放射性活度進(jìn)行實(shí)際的模擬,優(yōu)化了儀器的探測(cè)效率。同等條件下,探測(cè)效率提高了近15%。通過實(shí)際測(cè)量,證明了MCNP模擬結(jié)果是相對(duì)準(zhǔn)確的。首先對(duì)能譜儀整機(jī)進(jìn)行組裝和調(diào)試,保證能譜儀具有較好的能量分辨率和能量線性,并對(duì)能量線性采用了五點(diǎn)法進(jìn)行刻度。由于統(tǒng)計(jì)漲落和電子噪聲等方面的影響,實(shí)測(cè)的γ能譜是帶有統(tǒng)計(jì)漲落的γ譜形。為減少統(tǒng)計(jì)漲落對(duì)后續(xù)峰位確定以及對(duì)核素進(jìn)行定性和定量分析的影響。本文采用了3點(diǎn)重心法、最小二乘移動(dòng)平滑法、高斯低通濾波法對(duì)實(shí)測(cè)的γ能譜進(jìn)行了平滑處理,并對(duì)相應(yīng)的平滑效果進(jìn)行了分析。利用高斯擬合法對(duì)特征峰進(jìn)行擬合和利用最小二乘法對(duì)重峰進(jìn)行分解。在對(duì)核素進(jìn)行定量分析中,本文采用了特征峰逆矩陣法和最小二乘法分別計(jì)算相應(yīng)核素的活度。并對(duì)兩種計(jì)算方法進(jìn)行比對(duì)。發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的測(cè)量中,理論相對(duì)較差的特征峰逆矩陣法更適用于對(duì)核事故中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)Cs-137、Cs-134、K-40的活度進(jìn)行定量分析。
【關(guān)鍵詞】：NaI(Tl) MCNP 探測(cè)效率 數(shù)據(jù)平滑 逆矩陣法 最小二乘法
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH842
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 選題背景和研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容10-12
• 2 碘化鈉能譜儀測(cè)量理論與初步調(diào)試12-18
• 2.1 NaI(T1) γ 能譜儀工作原理12-13
• 2.2 γ 射線與物質(zhì)的相互作用13-15
• 2.2.1 光電效應(yīng)13
• 2.2.2 康普頓效應(yīng)13-14
• 2.2.3 電子對(duì)效應(yīng)14-15
• 2.3 能譜儀的初步調(diào)試15-18
• 3 探測(cè)效率優(yōu)化的MC模擬18-26
• 3.1 探測(cè)效率介紹18
• 3.2 蒙特卡羅方法與MCNP程序介紹18-21
• 3.2.1 蒙特卡羅方法介紹18-19
• 3.2.2 MCNP程序介紹19-21
• 3.3 探測(cè)效率優(yōu)化21-26
• 3.3.1 模型建立21-22
• 3.3.2 模擬數(shù)據(jù)的處理22-23
• 3.3.3 實(shí)際探測(cè)效率的驗(yàn)證23-26
• 4 能譜數(shù)據(jù)的平滑處理26-34
• 4.1 重心平滑法26-27
• 4.2 最小二乘移動(dòng)平滑法27-30
• 4.2.1 最小二乘方法介紹27-29
• 4.2.2 能譜數(shù)據(jù)平滑分析29-30
• 4.3 傅立葉低通濾波30-34
• 4.3.1 傅立葉變換法介紹30-32
• 4.3.2 傅立葉低通濾波數(shù)據(jù)平滑32-34
• 5 能譜峰面積的計(jì)算34-38
• 5.1 協(xié)方差法尋峰34-35
• 5.2 單能峰的高斯擬合35-36
• 5.3 重峰的高斯分解36-38
• 6 物質(zhì)放射性活度的計(jì)算38-48
• 6.1 逆矩陣法計(jì)算物質(zhì)活度38-39
• 6.2 最小二乘法計(jì)算物質(zhì)活度39-40
• 6.2.1 最小二乘法計(jì)算未知核素方法39-40
• 6.2.2 最小二乘法響應(yīng)系數(shù)矩陣的計(jì)算40
• 6.3 逆矩陣法和最小二乘法在物質(zhì)活度中的實(shí)際應(yīng)用對(duì)比40-46
• 6.3.1 逆矩陣法在活度計(jì)算中的應(yīng)用41-43
• 6.3.2 最小二乘法在活度計(jì)算中的應(yīng)用43-46
• 6.3.3 特征峰逆矩陣算法和最小二乘法計(jì)算的對(duì)比分析46
• 6.4 能譜儀其它參數(shù)的確定46-48
• 7 結(jié)論48-50
• 致謝50-52
• 參考文獻(xiàn)52-54
• 附錄54-68
• 附錄 1：模擬優(yōu)化能譜儀探測(cè)效率的MCNP數(shù)據(jù)文件54-56
• 附錄 2：3 點(diǎn)重心平滑法程序56-57
• 附錄 3：最小二乘移動(dòng)平滑法程序57-60
• 附錄 4：傅立葉低通濾波程序60-62
• 附錄 5：?jiǎn)文芊宓母咚箶M合程序62-65
• 附錄 6：重疊峰的高斯分解程序65-68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 裴少英;王南萍;;航空γ能譜全譜數(shù)據(jù)的高斯分解方法[J];科技導(dǎo)報(bào);2006年11期

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本文編號(hào)：633527