放射性氙高灵敏度现场快速自动化监测系统研制

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作者 龙斌 周国庆 +5 位作者 田言杰 雷卫国 陈伟 苏川英 王雪梅 冯淑娟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期481-488,共8页

放射性氙监测是禁核试核查现场视察和核设施安全监测的重要项目之一,能够快速准确地甄别违约核活动和预警识别核设施的泄漏。本文综合运用超低温动态吸附、中空纤维膜除杂和现场低本底测量等技术,研制了一套放射性氙高灵敏度现场快速自... 放射性氙监测是禁核试核查现场视察和核设施安全监测的重要项目之一,能够快速准确地甄别违约核活动和预警识别核设施的泄漏。本文综合运用超低温动态吸附、中空纤维膜除杂和现场低本底测量等技术,研制了一套放射性氙高灵敏度现场快速自动化监测系统,用于放射性氙现场取样、分离和测量。测试结果表明,该系统在氡浓度为20 Bq/m^(3)、采样体积为2 m^(3)、分析周期不大于120 min时,氙回收率为79.9%,对^(133) Xe的最小可探测活度浓度(MDC)小于0.26 Bq/m^(3),测量结果的不确定度小于±12%。该系统具有灵敏度高、分析周期短、全流程自动化的特点,能够应用于核设施安全监测、现场视察放射性氙监测、核应急放射性气体监测等场合。 展开更多

关键词 放射性氙 高灵敏度 快速 现场 自动化监测

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β-γ 符合的低本底放射性氙测量技术研究

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作者 肖思敏 郭庐阵 +6 位作者 李兴隆 骆志平 庞洪超 刘阳 吴建华 袁国军 黄晓鹏 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第4期680-687,共8页

研制了一套高灵敏度气体氙放射性同位素探测装置,配合前端化学处理单元,实现对大气中的氙放射性同位素的自动监测。系统采用β-γ复合测量技术,降低了本底,并基于双高纯锗探测器(HPGe)和钝化离子注入平面硅气体探测盒(PIPSBOX),设计夹心... 研制了一套高灵敏度气体氙放射性同位素探测装置,配合前端化学处理单元,实现对大气中的氙放射性同位素的自动监测。系统采用β-γ复合测量技术,降低了本底,并基于双高纯锗探测器(HPGe)和钝化离子注入平面硅气体探测盒(PIPSBOX),设计夹心式HPGe/PIPSBOX/HPGe探测器结构,提高了系统的探测效率。研究使用点源对HPGe探测器和PIPSBOX探测器能量、分辨率刻度,并使用体源结合Geant4模拟对探测器的探测效率进行刻度。最终预期对133Xe核素的最小可检测活度浓度(MDC)约为0.178 mBq/m^(3)。 展开更多

关键词 β-γ符合 探测器刻度 氙放射性同位素 低本底

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β-γ符合法测量放射性氙同位素记忆效应研究 被引量：10

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作者 贾怀茂 王世联 +4 位作者 王军 李奇 赵允刚 樊元庆 张新军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期201-205,共5页

β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中测量放射性惰性气体氙的一种重要方法。文章主要介绍了β-γ符合法测量放射性氙同位素活度时塑料闪烁体探测器的惰性气体记忆效应,实验测量了记忆效应及其对探测器最小可探测活度... β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中测量放射性惰性气体氙的一种重要方法。文章主要介绍了β-γ符合法测量放射性氙同位素活度时塑料闪烁体探测器的惰性气体记忆效应,实验测量了记忆效应及其对探测器最小可探测活度(MDA)的影响,在此基础上,探讨了减小惰性气体记忆效应的方法。结果表明,镀铝薄膜塑料闪烁体和YAP闪烁体可显著减小惰性气体记忆效应。 展开更多

关键词 符合法 放射性氙同位素 记忆效应 CTBT

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放射性氙测量中的天然源γ谱仪校准技术 被引量：4

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作者 龙斌 吴睿 +3 位作者 成智威 冯天成 庞璐 申茂泉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期137-141,共5页

基于禁核试核查现场视察的需求,研制了用于放射性氙测量的模拟气体源,实现了133 Xe 81.0keVγ射线的效率校准。放射源基质为聚苯乙烯泡沫颗粒,母体核素为226 Ra,采用不锈钢外壳封装,同时采用碳纤维窗以减少射线的衰减。放射源研制完成后... 基于禁核试核查现场视察的需求,研制了用于放射性氙测量的模拟气体源,实现了133 Xe 81.0keVγ射线的效率校准。放射源基质为聚苯乙烯泡沫颗粒,母体核素为226 Ra,采用不锈钢外壳封装,同时采用碳纤维窗以减少射线的衰减。放射源研制完成后,对其进行气密性和均匀性检验。当放射源达到平衡后,测量214Pb的特征X射线的探测效率,然后插值计算得到133 Xe 81.0keVγ射线的探测效率。为检验校准结果的正确性,制作了一个基质和几何尺寸均与226 Ra源相同的155 Eu放射源,并在相同测量条件进行了实验。结果表明,155 Eu 86.5keVγ射线和214Pb 87.3keV X射线的探测效率之间的相对偏差小于1.0%。 展开更多

关键词 放射性氙测量 模拟校准 现场视察

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CTBT惰性气体氙样品中放射性氙同位素活度测量方法 被引量：4

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作者 贾怀茂 王世联 +4 位作者 李奇 樊元庆 张新军 赵允刚 王军 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期157-162,共6页

全面禁止核试验条约(CTBT)将^(131)Xe、^(133)Xe、^(133)Xe和^(135)Xe四种氙同位素作为放射性核素核查的重要监测对象,惰性气体氙采集、纯化和放射性活度测量是其中的重点和难点。介绍了HPGeγ能谱法和β-γ符合法测量惰性气体氙同位素... 全面禁止核试验条约(CTBT)将^(131)Xe、^(133)Xe、^(133)Xe和^(135)Xe四种氙同位素作为放射性核素核查的重要监测对象,惰性气体氙采集、纯化和放射性活度测量是其中的重点和难点。介绍了HPGeγ能谱法和β-γ符合法测量惰性气体氙同位素活度的方法,用这两种方法测量加入^(133)Xe的惰性气体样品的结果相差8%,并提出了提高惰性气体氙样品测量准确度的方法。 展开更多

关键词 全面禁止核试验条约 放射性氙同位素 HPGeγ能谱法 β-γ符合法

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测量环境中痕量放射性氙的能谱符合法 被引量：4

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作者 张圈世 阎春光 贾怀茂 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第z1期27-29,共3页

研究了一种可同时测量环境大气中痕量放射性氙的新方法 :β γ能谱符合法。利用不同能量窗域的 β射线脉冲或内转换电子作为门控信号 ,和与之相应的γ射线能谱或特征X射线能谱相符合 ,可同时高灵敏度地测量环境大气中133Xe、133Xem 和13... 研究了一种可同时测量环境大气中痕量放射性氙的新方法 :β γ能谱符合法。利用不同能量窗域的 β射线脉冲或内转换电子作为门控信号 ,和与之相应的γ射线能谱或特征X射线能谱相符合 ,可同时高灵敏度地测量环境大气中133Xe、133Xem 和135Xe等氙核的放射性活度。测量本底较常规方法降低了 3～ 4个量级。 展开更多

关键词 环境监测 放射性氙 β-γ符合法

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放射性氙的探测效率的MC模拟方法

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作者 龙斌 李君利 +4 位作者 马怀成 田言杰 张洋 范成洲 王群书 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第7期678-682,共5页

为了满足放射性氙的现场快速测量需求,本文采用基于体素填充的蒙特卡罗方法实现了复杂几何形状的一体化吸附/测量源盒内部的吸附柱中放射性氙同位素的探测效率校准。验证实验结果表明,ULB HPGe探测器对氙同位素探测效率的计算值与实验... 为了满足放射性氙的现场快速测量需求,本文采用基于体素填充的蒙特卡罗方法实现了复杂几何形状的一体化吸附/测量源盒内部的吸附柱中放射性氙同位素的探测效率校准。验证实验结果表明,ULB HPGe探测器对氙同位素探测效率的计算值与实验值的相对偏差小于±8%,说明本文所建立的方法是可行的。 展开更多

关键词 放射性氙 效率校准 体素填充 MC模拟

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放射性氙叠层闪烁探测器的设计与初步实验 被引量：2

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作者 罗飞 龚建 +2 位作者 向永春 向清沛 胡广春 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期552-559,共8页

放射性氙的4种同位素131 Xem、133 Xe、133 Xem和135 Xe是地下核试验最重要的示踪气体,是目前CTBTO全球监测系统监测的主要核素。本文设计并研制了一种针对低水平放射性氙测量的叠层闪烁探测器,可实现放射性氙4种同位素的β-γ符合测量... 放射性氙的4种同位素131 Xem、133 Xe、133 Xem和135 Xe是地下核试验最重要的示踪气体,是目前CTBTO全球监测系统监测的主要核素。本文设计并研制了一种针对低水平放射性氙测量的叠层闪烁探测器,可实现放射性氙4种同位素的β-γ符合测量,简化了探测器结构。利用MCNP5工具包模拟了两种结构的探测器,获得了β闪烁层的最佳厚度,1.5mm厚塑料闪烁体BC404几乎完全屏蔽4种氙同位素的β信号,135 Xe的910keV特征β射线仅0.8%沉积在γ闪烁层CsI(Tl)中,而对133 Xe的81keV特征γ射线吸收低于6.5%;观察到明显的氙气样品自吸收效应,氙气气压由0.1 MPa增加到0.25 MPa时,氙气对133 Xe的346keVβ射线吸收增加45.6%。基于模拟结构设计,研制了用于放射性氙测量的叠层闪烁探测器,初步实验结果表明叠层闪烁探测器能有效抑制本底计数,抑制因子约96.4±1.0。 展开更多

关键词 放射性氙 叠层闪烁探测器 蒙特卡罗 自吸收效应

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无源效率刻度方法在放射性气体氙同位素测量中的研究

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作者 王海鹏 李宏宇 +4 位作者 王尔奇 喻正伟 全葳 袁之伦 孔令海 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第4期673-676,共4页

由于放射性气体氙难以采集,只能采用特制吸附容器,导致缺乏与氙吸附容器形状相同的标准体源用于γ能谐测量的效率刻度。利用MCNP粒子输运模拟程序对吸附容器进行了无源效率刻度,并利用点源模拟实验进行了效率刻度验证。模拟计算放射性... 由于放射性气体氙难以采集,只能采用特制吸附容器,导致缺乏与氙吸附容器形状相同的标准体源用于γ能谐测量的效率刻度。利用MCNP粒子输运模拟程序对吸附容器进行了无源效率刻度,并利用点源模拟实验进行了效率刻度验证。模拟计算放射性氙同位素主要全能峰能量为81 keV.163.9 keV.233.2keV和249.8 keV,效率刻度结果符合性较好。MNCP无源效率刻度方法适用于放射性气体氙活度测量的效率刻度应用。 展开更多

关键词 放射性氙同位素 MNCP方法 无源效率刻度 高纯锗Γ谱仪

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放射性纯^(131m)Xe样品制备 被引量：1

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作者 李奇 樊元庆 +3 位作者 刘蜀疆 常印忠 赵允刚 王世联 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第7期696-699,共4页

^(131m)Xe、^(133m)Xe、^(133)Xe和^(135)Xe四种放射性氙同位素是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素监测的关键核素,需使用放射性纯的氙同位素对监测设备进行刻度和测试。建立了放射性纯^(131m)Xe的制备装置和方法,利用^(131)I衰变产... ^(131m)Xe、^(133m)Xe、^(133)Xe和^(135)Xe四种放射性氙同位素是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素监测的关键核素,需使用放射性纯的氙同位素对监测设备进行刻度和测试。建立了放射性纯^(131m)Xe的制备装置和方法,利用^(131)I衰变产生^(131m)Xe,通过AgNO_3溶液采用化学除杂的方法分离^(131m)Xe和^(131)I,从而制备了放射性纯^(131m)Xe样品。 展开更多

关键词 全面禁止核试验条约 放射性氙同位素 放射性纯^131mXe

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γ能谱法测量氙样品的最小可探测活度规律研究 被引量：6

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作者 王世联 王军 +3 位作者 樊元庆 李奇 张新军 贾怀茂 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期404-409,共6页

全面禁止核试验条约核查体系中,通过监测大气中放射性氙浓度来识别事件的性质是非常有效的核查手段之一。本文介绍了HPGeγ能谱法测量放射性氙的原理和过程,在分析本底数据的基础上,探讨了氙同位素最小可探测活度MDA的变化规律。

关键词 放射性氙 HPGeγ能谱法 效率刻度 MDA

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惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件的研制 被引量：2

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作者 张新军 王世联 +3 位作者 贾怀茂 樊元庆 李奇 赵允刚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期572-576,共5页

基于惰性气体氙β-γ符合测量原理,研究建立了基于相关法的符合谱解谱算法,研制了具有图形化用户界面的惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件,实现了β-γ符合能谱的分析、能谱的图形化显示和分析结果数据库存储等功能,使北京放射性核素实... 基于惰性气体氙β-γ符合测量原理,研究建立了基于相关法的符合谱解谱算法,研制了具有图形化用户界面的惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件,实现了β-γ符合能谱的分析、能谱的图形化显示和分析结果数据库存储等功能,使北京放射性核素实验室具备了惰性气体氙β-γ符合能谱数据的分析处理能力。并与国际数据中心的β-γ符合能谱自动处理程序bg_analyze进行了比较,结果表明:两种软件的4种氙同位素活度浓度计算结果在1.2%内一致;最小可探测浓度计算结果在1.7%内一致。 展开更多

关键词 全面禁止核试验条约 放射性氙同位素 β-γ符合谱 能谱分析软件

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内充气正比计数管系统绝对测量^(135)Xe活度 被引量：1

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作者 李奇 王世联 +4 位作者 樊元庆 贾怀茂 陈占营 张新军 王军 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期486-489,499,共5页

1996年9月10日联合国大会通过了全面禁止核试验条约(CTBT),稀有气体氙放射性监测是条约国际监测系统中的重要内容,国内外通常采用平面HPGeγ谱仪系统或β-γ符合系统进行监测样品的测量,如何准确刻度系统的探测效率是放射性氙同位素测... 1996年9月10日联合国大会通过了全面禁止核试验条约(CTBT),稀有气体氙放射性监测是条约国际监测系统中的重要内容,国内外通常采用平面HPGeγ谱仪系统或β-γ符合系统进行监测样品的测量,如何准确刻度系统的探测效率是放射性氙同位素测量的难点。本文阐述了内充气正比计数管系统绝对测量放射性氙活度的原理和方法,在仔细测试内充气正比计数管系统性能基础上,绝对测量了135Xe活度,测量结果为38.87(1±1.0%)Bq/ml。实验证明用内充气正比计数管测量惰性气体氙的绝对活度是可行的,可为放射性核素实验室探测系统提供准确的绝对刻度标准。 展开更多

关键词 放射性氙 内充气正比计数管 绝对测量

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提高HPGe γ能谱法测量^(131)Xe^m和^(133)Xe^m探测灵敏度的方法研究

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作者 李奇 王世联 +7 位作者 赵允刚 樊元庆 贾怀茂 张新军 陈占营 刘蜀疆 常印忠 于伟翔 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2240-2244,共5页

放射性氙同位素(^(131)Xe^m、^(133)Xe^m、^(133)Xe和^(135)Xe)具有化学惰性、裂变产额大、易释放的特点,是监测核试验尤其是地下核试验最关键的核素之一。^(131)Xe^m和^(133)Xe^m的γ射线发射概率小,X射线能量完全相同,致使HPGeγ能谱... 放射性氙同位素(^(131)Xe^m、^(133)Xe^m、^(133)Xe和^(135)Xe)具有化学惰性、裂变产额大、易释放的特点,是监测核试验尤其是地下核试验最关键的核素之一。^(131)Xe^m和^(133)Xe^m的γ射线发射概率小,X射线能量完全相同,致使HPGeγ能谱法测量^(131)Xe^m和^(133)Xe^m活度的探测灵敏度低。针对这一技术难题,本文研究建立了^(131)Xe^m和^(133)Xe^m活度测量的X/γ射线交互分析方法。利用贝叶斯方法推导了γ能谱中净峰面积概率分布,根据得到的^(131)Xe^m和^(133)Xe^m X射线和γ射线净峰面积分布构建了活度分布的似然函数,采用最大似然法得到了^(131)Xe^m和^(133)Xe^m活度。相对于仅用γ射线分析,提高了^(131)Xe^m和^(133)Xe^m的探测灵敏度。 展开更多

关键词 探测灵敏度 放射性氙同位素 贝叶斯方法 最大似然法

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惰性气体核素^127Xe制备实验研究

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作者 龚建 伍怀龙 +2 位作者 龚有进 唐元明 刘晓亚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B09期41-43,共3页

在军控核查研究气体在环境中的沉积、扩散等的项目中，为寻找1种气体核素示踪方法，本工作对放射性气体核素^127Xe的制备方法进行研究。在反应堆中对盛装在玻璃管中的普通氙辐照96h，经一定时间冷却后，将辐照产物吸附到处于液氮温度下... 在军控核查研究气体在环境中的沉积、扩散等的项目中，为寻找1种气体核素示踪方法，本工作对放射性气体核素^127Xe的制备方法进行研究。在反应堆中对盛装在玻璃管中的普通氙辐照96h，经一定时间冷却后，将辐照产物吸附到处于液氮温度下的特制源盒中，20min后，待Xe气体在源盒中达到均匀分布再进行γ能谱测量，以获得^127Xe的准确活度值。实验结果证实，应用上述方法制备放射性气体示踪核素^127Xe是可行的。 展开更多

关键词 ^127Xe 放射性氙源制作 γ活度测量

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惰性气体β-γ符合测量系统探测器能量及分辨率刻度 被引量：1

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作者 贾怀茂 王世联 +4 位作者 李奇 王军 赵允刚 张新军 樊元庆 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1233-1237,共5页

β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中惰性气体氙测量的一种重要方法,探测器能量及分辨率刻度是其首要解决的关键技术。本工作详细介绍了β-γ符合测量系统NaI(Tl)闪烁体和塑料闪烁体探测器能量及分辨率刻度的方法和... β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中惰性气体氙测量的一种重要方法,探测器能量及分辨率刻度是其首要解决的关键技术。本工作详细介绍了β-γ符合测量系统NaI(Tl)闪烁体和塑料闪烁体探测器能量及分辨率刻度的方法和结果,采用γ放射性核素点源刻度NaI(Tl)γ射线能量及分辨率,利用137Cs661.66keVγ射线康普顿散射电子刻度塑料闪烁体β射线能量及分辨率,并与131Xem内转换电子刻度的β射线能量分辨率结果进行了比较。结果表明:用137Cs康普顿散射电子刻度塑料闪烁体β射线能量是一种简便可行的方法,但用其刻度的β射线分辨率比实际的大。 展开更多

关键词 放射性气体氙 β-γ符合 能量刻度 全面禁止核试验条约

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