低本底γ譜儀在活度測量領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用,通過主動屏蔽和被動屏蔽措施的低本底γ譜儀可使其積分本底計數(shù)率降低多個數(shù)量級,使譜儀的探測下限能夠滿足低比活度環(huán)境樣品放射性核素活度的測量要求。本文中根據(jù)所分析的相關(guān)結(jié)果及相關(guān)調(diào)研情況,設(shè)計了一套反宇宙射線低本底γ譜儀,并給出了不同材料的設(shè)置的目的及材料對不同粒子的屏蔽能力。為保證后續(xù)模擬計算積分本底計數(shù)率的準確性,利用Geant4建立了高純鍺探測器的模型,并通過比較實驗值和計算值來修正探測器的晶體死層厚度。然后利用MCNP和XCOM選擇γ譜儀的屏蔽材料,設(shè)計并搭建了反符合屏蔽裝置的電子學(xué)線路,最后給出本文所設(shè)計的反宇宙射線超低本底γ譜儀。該裝置分別設(shè)置了低本底鉛、普通鉛、鎘板和含硼聚乙烯作為被動屏蔽裝置,以及塑料閃爍體作為主動屏蔽裝置。為驗證γ譜儀的屏蔽效果,利用CRY程序給出2017年里全年宇宙射線的平均通量和平均能量,并統(tǒng)計了宇宙射線中不同成分的能量和入射角的分布。然后利用Geant4建立低本底γ譜儀的模型,模擬計算宇宙射線作用下γ譜儀的本底譜,最后得到其積分本底計數(shù)率。結(jié)果顯示,在本文所設(shè)計的低本底γ譜儀中,通過Geant4模擬得到的本底...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究內(nèi)容
2 理論基礎(chǔ)
    2.1 本底來源
        2.1.1 環(huán)境天然放射性本底
        2.1.2 探測元件和屏蔽材料的放射性本底
        2.1.3 宇宙射線貢獻的本底
    2.2 降低本底方法概述
        2.2.1 物質(zhì)屏蔽及材料選擇
        2.2.2 反符合屏蔽方法
    2.3 蒙特卡羅方法
    2.4 蒙特卡羅軟件的選取
        2.4.1 MCNP程序
        2.4.2 Geant4程序
3 高純鍺探測器模型建立及優(yōu)化
    3.1 測量系統(tǒng)簡介
    3.2 實驗測量
        3.2.1 不確定度評定
    3.3 Geant4模擬計算探測效率
        3.3.1 探測器的構(gòu)造
        3.3.2 Geant4源項定義
        3.3.3 物理過程定義
        3.3.4 粒子輸運過程中的數(shù)據(jù)獲取及處理
        3.3.5 死層參數(shù)修正
    3.4 本章小結(jié)
4 反宇宙射線屏蔽裝置的設(shè)計
    4.1 中子屏蔽材料的選擇及優(yōu)化
        4.1.1 含硼聚乙烯厚度的優(yōu)化
        4.1.2 含硼聚乙烯硼含量的優(yōu)化
        4.1.3 鎘板厚度的優(yōu)化
    4.2 光子屏蔽材料的選擇
    4.3 宇宙射線屏蔽
    4.4 屏蔽裝置的設(shè)計及模擬結(jié)果
        4.4.1 屏蔽裝置的設(shè)計
        4.4.2 宇宙線分布
        4.4.3 低本底γ譜儀的積分本底計數(shù)率
        4.4.4 結(jié)果與對比
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
附錄
    附錄A
    附錄B
    附錄C
    附錄D
致謝



本文編號：3787075