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基于PCA-FCN混合模型的NaI(Tl)伽马能谱核素识别技术研究
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作者 刘鑫 赵日 +9 位作者 谭俊 王茂林 黄健 张静 梁润成 刘兆行 石忠焱 王佳 令狐仁静 刘立业 《辐射防护》 北大核心 2025年第4期327-336,共10页
NaI(Tl)探测器能量分辨率较差使得基于其获取的伽马能谱进行准确的核素识别较为困难,为提高识别准确率,综合已有研究方法和模型的优缺点,提出了PCA-FCN混合识别模型,并基于随机化策略通过实验测量和蒙特卡罗模拟构建了有较强通用性的γ... NaI(Tl)探测器能量分辨率较差使得基于其获取的伽马能谱进行准确的核素识别较为困难,为提高识别准确率,综合已有研究方法和模型的优缺点,提出了PCA-FCN混合识别模型,并基于随机化策略通过实验测量和蒙特卡罗模拟构建了有较强通用性的γ能谱数据集,利用数据集对模型进行训练并开展实验测量能谱验证。结果表明,PCA-FCN模型的核素识别A_(P)、F_(1)性能因子达到0.982 3和0.980 1,显著优于PCA模型、FCN模型和传统全能峰分析法,而且在不同能谱复杂度、不同能谱统计涨落下仍能保持识别准确性。该结论显示了PCA-FCN模型和随机化样本生成策略在未来放射性定量测量应用的潜力。 展开更多
关键词 nai(TL)探测器 核素识别 伽马能谱 主成分分析 全连接网络
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基于国产大尺寸NaI(Tl)探测器的全身计数器测量方法
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作者 朱岳武 廖鹏 +3 位作者 刘尔聃 李基 徐婕 向叶舟 《兵工自动化》 北大核心 2025年第8期60-62,共3页
为进一步降低采购成本,提升设备的维护性,打破国外垄断,通过优化晶体的封装耦合方式提升国产大尺寸NaI(Tl)探测器的探测性能。分别针对搭载国产和进口大尺寸NaI(Tl)探测器的全身计数器系统开展分辨率、短期稳定性等实验对比测试。实验... 为进一步降低采购成本,提升设备的维护性,打破国外垄断,通过优化晶体的封装耦合方式提升国产大尺寸NaI(Tl)探测器的探测性能。分别针对搭载国产和进口大尺寸NaI(Tl)探测器的全身计数器系统开展分辨率、短期稳定性等实验对比测试。实验结果表明:通过优化晶体的封装耦合方式制造的国产大尺寸NaI(Tl)探测器的能量分辨率小于8%,峰位变化在±1%峰位以内,能够满足测量要求。 展开更多
关键词 nai(TI)探测器 Γ能谱 全身计数器
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NaI(Tl)探测γ能谱的MCNP模拟 被引量:16
3
作者 马玉刚 周银行 +2 位作者 赵广义 马纯辉 杨比鸣 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期451-454,共4页
利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱,与实验结果符合较好.利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比,结果与实验值相符,验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟.对不... 利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱,与实验结果符合较好.利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比,结果与实验值相符,验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟.对不同能区γ射线的能谱进行模拟,并分析了能谱的形成过程. 展开更多
关键词 nai(Tl)晶体 MCNP 能峰展宽 Γ射线 峰总比
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蒙特卡罗模拟NaI探测天然γ能谱的软件设计方法及应用 被引量:13
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作者 李婧 张江 +2 位作者 葛良全 周伟 钟丁生 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期423-425,共3页
由单个光子在地表介质和NaI探头中的反应轨迹与作用机理以及天然放射性γ能谱的分布规律,建立基于蒙特卡罗方法的随机抽样模拟模型,编制γ能谱探测模拟软件模拟在地空界面上及NaI(Tl)探测器中天然放射性γ射线响应谱线。结果显示,模拟... 由单个光子在地表介质和NaI探头中的反应轨迹与作用机理以及天然放射性γ能谱的分布规律,建立基于蒙特卡罗方法的随机抽样模拟模型,编制γ能谱探测模拟软件模拟在地空界面上及NaI(Tl)探测器中天然放射性γ射线响应谱线。结果显示,模拟谱线能较好拟合测量谱线。 展开更多
关键词 蒙特卡罗方法 天然放射性γ能谱 nai(Tl) 探测器
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基于三角圆筒铅屏蔽NaI探测器的放射源定位研究 被引量:8
5
作者 左国平 谭军文 +3 位作者 周剑良 张振朝 李海涛 王杰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期515-521,共7页
随着放射源和放射装置的广泛应用,放射源事故的发生概率不断增大。因此,一旦发现放射源丢失,如何尽快将其定位并安全找回尤为重要。本文设计了一种三角圆筒铅屏蔽的NaI探测器,用于放射源的定位探测。实验研究了测量时间、铅屏蔽厚度、... 随着放射源和放射装置的广泛应用,放射源事故的发生概率不断增大。因此,一旦发现放射源丢失,如何尽快将其定位并安全找回尤为重要。本文设计了一种三角圆筒铅屏蔽的NaI探测器,用于放射源的定位探测。实验研究了测量时间、铅屏蔽厚度、源与探测器间距、伽马射线能量等因素对放射源定位的影响。结果表明:对于137 Cs源,在空气吸收剂量率≥0.028μGy/h处,定位平均角度偏差≤1.24°;对于60 Co源,在空气吸收剂量率0.4μGy/h处,测量的平均角度偏差为1.16°;对于距离约1.5 m的9.25×105 Bq 137 Cs源,定位偏差约为0.097m。 展开更多
关键词 放射源定位 nai探测器 三角圆筒铅屏蔽
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基于傅里叶变换的NaI(Tl)仪器谱散射本底估计方法 被引量:10
6
作者 张庆贤 葛良全 +1 位作者 曾国强 谷懿 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1258-1261,共4页
有效地估计NaI(Tl)仪器谱的散射本底可提高仪器的分析精度。本文提出了一种基于傅里叶变换的散射本底估计方法。通过在模拟谱线和实测NaI(Tl)仪器谱上的应用,表明该方法适用于NaI(Tl)仪器谱数据处理,能自主、有效估计散射本底。
关键词 傅里叶变换 nai(Tl)仪器谱 散射本底
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大体积阱式NaI(Tl)探测器的效率计算与测量 被引量:5
7
作者 李琦 常永福 +5 位作者 解峰 连琦 张自禄 刘德敏 许启初 唐寒冰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第3期230-232,共3页
使用蒙特卡罗方法模拟计算了一个用于4πγ计数的大体积阱式NaI(Tl)探测器的效率和能谱。采用一系列单能γ源标定探测器,对计算结果进行检验,其结果基本一致,两者间的最大偏差不超过±8%,证明计算结果是可靠的。
关键词 蒙特卡罗模拟 阱式nai(TI)探测器 效率 计算 能谱 4πγ计数
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NaI谱仪数字稳谱方法设计 被引量:13
8
作者 敖奇 魏义祥 屈建石 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期19-22,共4页
通常野外环境下使用γ谱仪的工作温度范围为-20~50℃。NaI谱仪易受温度变化影响,当成形窄脉冲时尤为显著。本文设计的一种数字稳谱新方法可对每个脉冲进行实时幅度校正,在不增加系统复杂度的同时利用^137Cs参考源的两个特征峰进行实... 通常野外环境下使用γ谱仪的工作温度范围为-20~50℃。NaI谱仪易受温度变化影响,当成形窄脉冲时尤为显著。本文设计的一种数字稳谱新方法可对每个脉冲进行实时幅度校正,在不增加系统复杂度的同时利用^137Cs参考源的两个特征峰进行实时稳谱。实验结果表明,在-20~50℃温度范围内,该方法可有效改善NaI谱仪的温度稳定性。 展开更多
关键词 nai谱仪 数字稳谱 多道分析器
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用NaI(Tl)探测器测量γ辐射场剂量特性的加权积分法研究 被引量:23
9
作者 任晓娜 胡遵素 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期65-73,共9页
辐射场剂量特性的测量可以通过剂量率仪或谱 剂量转换的方法来实现。其中一种谱 剂量转换的方法是通过一个G(E)函数 ,把测得的结果直接换算成剂量而不需解谱。本文采用这种方法 ,对一个75mm× 75mm的NaI(Tl)探测器的能谱特性进行... 辐射场剂量特性的测量可以通过剂量率仪或谱 剂量转换的方法来实现。其中一种谱 剂量转换的方法是通过一个G(E)函数 ,把测得的结果直接换算成剂量而不需解谱。本文采用这种方法 ,对一个75mm× 75mm的NaI(Tl)探测器的能谱特性进行测量与分析 ,算出了该晶体的G(E)函数值及估计的误差 。 展开更多
关键词 测量 γ辐射场 剂量特性 加权积分法 谱-剂量转换 nai(TI)探测器 辐射剂量 碘化钠探测器
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NaI(Tl)晶体对γ射线响应函数的蒙特卡罗模拟 被引量:6
10
作者 曾兵 葛良全 +1 位作者 郭生良 程峰 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期394-397,共4页
以137Cs放出能量为0.662MeV的γ光子在NaI(Tl)晶体中的响应函数为研究对象,探讨响应函数的计算方法。对能量沉积谱分段,计算出落在每一能量段内的概率,依此将实验测得的参数代入程序中对谱线进行拓展形成符合高斯分布的全能峰。用蒙特... 以137Cs放出能量为0.662MeV的γ光子在NaI(Tl)晶体中的响应函数为研究对象,探讨响应函数的计算方法。对能量沉积谱分段,计算出落在每一能量段内的概率,依此将实验测得的参数代入程序中对谱线进行拓展形成符合高斯分布的全能峰。用蒙特卡罗方法建立物理模型,利用设计的模拟软件模拟出整个光子的运动过程,同时显示出晶体探测到的γ光子响应函数。 展开更多
关键词 蒙特卡罗模拟 nai(Tl)晶体 响应函数 Γ能谱
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一套用于现场视察的车载NaI(Tl)_γ谱仪系统的研制 被引量:4
11
作者 冯天成 雷卫国 +5 位作者 刘俊 殷经鹏 陈伟 苏川英 龙斌 王引东 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期296-300,320,共6页
研制了移动式车载NaI(Tl)γ谱仪扫描测量系统,主要用于快速甄别地面及空气中的人工放射性异常。系统主要由大体积NaI(Tl)探测器阵列、数字多道、GPS、电子学柜及越野车组成。系统研制中,以MC计算和实验数据为依据,选择订制了满足需要的... 研制了移动式车载NaI(Tl)γ谱仪扫描测量系统,主要用于快速甄别地面及空气中的人工放射性异常。系统主要由大体积NaI(Tl)探测器阵列、数字多道、GPS、电子学柜及越野车组成。系统研制中,以MC计算和实验数据为依据,选择订制了满足需要的探测器;以40K 1 461 keV能峰为稳定参考峰,实时校准峰位,解决了系统谱漂移问题;用抽样率转换方法实现了两个探测器能谱的合成;采用基于噪声调整的奇异值分解法(NASVD)实现能谱降噪、本底剥离与放射性异常甄别;采用实时读取与删除多道数据、在计算机缓存中处理数据后再备份的方法,实现了对不允许测量核素的能窗屏蔽功能;基于C#编写测控软件,实现了谱获取、储存与处理、扫描轨迹记录与显示等功能。系统适用于禁核试核查现场视察与大区域放射性污染场址污染治理,还可应用于一般环境放射性调查及核应急等工作。 展开更多
关键词 现场视察 车载nai(Tl)γ谱仪 稳谱 能谱合成 异常甄别 能窗屏蔽
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蒙特卡罗方法模拟放射源位置对井型NaI(Tl)晶体探测效率的影响 被引量:7
12
作者 张明 王仁仲 +1 位作者 杨元第 陈靖 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期50-53,共4页
利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表... 利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表明:对比常用的圆柱形NaI(Tl)闪烁探测器,由于井型NaI(Tl)晶体对放射源所张立体角很大,所以其对γ射线的源峰探测效率更高,并随着放射源在井内高度的增加而逐渐减小;在固定了放射源在晶体井下深度的情况下,放射源位置在水平面内的变化对源峰探测效率的影响并不大。 展开更多
关键词 Geant4程序 井型nai(Tl)晶体探测器 探测效率
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MCNP能峰展宽的NaI探测效率研究 被引量:17
13
作者 周银行 马玉刚 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1061-1063,共3页
本文利用光子和电子耦合输运MC程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算了NaI (T1)探测器的γ能谱,与实验测量的能谱符合较好。然后利用MCNP计算了NaI(T1)对不同能量γ射线的探测效率(峰总比),结果与实验值一致,验证了这种计算方法用... 本文利用光子和电子耦合输运MC程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算了NaI (T1)探测器的γ能谱,与实验测量的能谱符合较好。然后利用MCNP计算了NaI(T1)对不同能量γ射线的探测效率(峰总比),结果与实验值一致,验证了这种计算方法用于模拟NaI(T1)对γ能谱的探测效率是可行的。 展开更多
关键词 nai MCNP 能峰展宽 Γ射线 探测效率 峰总比
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车载式NaI(Tl)大晶体组的多道谱仪 被引量:8
14
作者 王红艳 刘森林 潘大金 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2004年第z1期252-254,共3页
文章介绍车载式NaI(Tl)大晶体组的γ多道谱仪,该谱仪选用2个10cm×10cm×40cmNaI(Tl)方晶体探头,采用高速ADC集成芯片、USB微控制器等先进技术,具有实时、灵敏度高、识别核素的特点,可用于搜寻失控放射性源、核与辐射突发事件... 文章介绍车载式NaI(Tl)大晶体组的γ多道谱仪,该谱仪选用2个10cm×10cm×40cmNaI(Tl)方晶体探头,采用高速ADC集成芯片、USB微控制器等先进技术,具有实时、灵敏度高、识别核素的特点,可用于搜寻失控放射性源、核与辐射突发事件中的快速探察和应急监测、环境辐射调查等工作。 展开更多
关键词 nai(Tl)多道谱仪 高灵敏度 实时测量
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基于NaI(TI)晶体的海水核辐射原位探测器可行性研究 被引量:5
15
作者 郑旻辉 潘建明 +1 位作者 杨俊毅 刘俊峰 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期183-187,共5页
研制了一种基于NaI(TI)晶体的海水核辐射原位探测器,并进行了系列性能测试工作以及环境影响因素研究。研究结果显示:虽然探测器检测精度不及传统实验室方法,但其现有性能已可以满足海水核辐射现场预警监测需要;试验结果表明,为最大限度... 研制了一种基于NaI(TI)晶体的海水核辐射原位探测器,并进行了系列性能测试工作以及环境影响因素研究。研究结果显示:虽然探测器检测精度不及传统实验室方法,但其现有性能已可以满足海水核辐射现场预警监测需要;试验结果表明,为最大限度消除环境本底辐射值的干扰,探测器工作时应至少位于水下3 m且不能离底过近;经实验室验证,海水中钾元素确实会影响137Cs的测定,但该影响可由γ能谱中获取的40K数据进行校正。上述结果表明,利用基于NaI(TI)晶体的原位探测器技术现场实时监测海水核辐射是可行的,但仍需在探测器低功耗设计、探测效率提高以及试验场所构建等方面开展深入研究。 展开更多
关键词 海水核辐射 原位探测器 nai(TI)晶体
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一种通过车载NaI(Tl)γ能谱甄别放射性异常的有效方法 被引量:3
16
作者 刘俊 冯天成 +4 位作者 龙斌 雷卫国 吴睿 陈伟 冯元举 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1386-1390,共5页
基于噪声调整奇异值分解(NASVD)的第二奇异值对谱形变化的敏感性,及扫描测量相邻本底能谱间的相似性,建立了一种通过车载NaI(Tl)γ能谱甄别放射性异常的有效方法。用NASVD进行能谱降噪、异常甄别及本底谱重构和剥除,之后采用彩虹图法显... 基于噪声调整奇异值分解(NASVD)的第二奇异值对谱形变化的敏感性,及扫描测量相邻本底能谱间的相似性,建立了一种通过车载NaI(Tl)γ能谱甄别放射性异常的有效方法。用NASVD进行能谱降噪、异常甄别及本底谱重构和剥除,之后采用彩虹图法显示异常。该方法实现了对放射性异常的灵敏甄别和清晰显示。 展开更多
关键词 车载nai(Tl)能谱 异常甄别 NASVD 彩虹图法
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基于NaI的在线水体γ放射性监测系统的研制 被引量:4
17
作者 徐园 刘倍 +3 位作者 王希涛 孔海宇 李双涛 董伟洁 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2018年第5期620-624,共5页
自2011年日本福岛核事故以来,水体放射性污染受到广泛关注,进行水体放射性监测是判断水体环境安全与否的重要措施。研制了一套在线水体γ放射性监测系统,将待测水域的水样抽入铅室内的取样容器中,采用76.2 mm NaI探测器对水样的γ放射... 自2011年日本福岛核事故以来,水体放射性污染受到广泛关注,进行水体放射性监测是判断水体环境安全与否的重要措施。研制了一套在线水体γ放射性监测系统,将待测水域的水样抽入铅室内的取样容器中,采用76.2 mm NaI探测器对水样的γ放射性核素进行监测。综合考虑探测效率、环境本底、测量时间等因素,确定本系统取样容器半径为10 cm,铅室厚度为35 cm。效率刻度结果:对137Cs的全能峰探测效率为0.072 2 s^(-1)/(Bq·L^(-1));在天然本底条件下,取95%置信度时,对137Cs的探测下限为0.982 Bq·L^(-1)(1 h)。结果表明,本监测系统实现了快速取样并获取水中γ放射性核素活度浓度,可应用于水体环境日常放射性监测和事故状态下的应急放射性监测。 展开更多
关键词 水体放射性 nai探测器 效率刻度 探测下限
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井下NaI晶体探测器模拟前端电路的研究 被引量:7
18
作者 王辉 庞希顺 尚修盛 《电子测量技术》 2015年第4期132-135,共4页
为提升NaI晶体探测器在井下应用时信号调理的可靠性,降低脉冲幅度亏损,提高信噪比和抗过载能力,提出了一种适用于井下应用的NaI晶体探测器模拟前端电路的设计。通过对NaI晶体探测器光电转换信号模型进行分析,结合石油测井应用中对γ光... 为提升NaI晶体探测器在井下应用时信号调理的可靠性,降低脉冲幅度亏损,提高信噪比和抗过载能力,提出了一种适用于井下应用的NaI晶体探测器模拟前端电路的设计。通过对NaI晶体探测器光电转换信号模型进行分析,结合石油测井应用中对γ光子脉冲幅度分析的技术要求,采用电荷前置放大器配合高精度温度传感器,基线恢复器,脉冲幅度放大器,低通Sallen-Key滤波器构建精练电路,实现了模数(ADC)转换前0~4.5V范围内精密准高斯脉冲信号成形。经实验测定,脉冲信号成形后信号通过率大于300 kHz,脉冲展宽约6μs左右,可有效提升井下γ射线能谱分析的可靠性、精确性。 展开更多
关键词 nai晶体探测器 电荷前置放大器 低通Sallen-Key滤波器 脉冲幅度分析
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采用NaI(Tl)晶针阵列的小型单管γ相机的性能研究 被引量:1
19
作者 祝杰 刘士涛 +2 位作者 雷晓文 许咨宗 汪兆民 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期629-633,共5页
通过实验对采用NaI(Tl)晶针阵列的小型单管γ相机的性能进行了研究,得到的实验结果是:(1)能量响应:对Am-241(59.5 keV)的γ射线能量分辨率为19%;(2)位置线性:绝对非线性1 mm,微分非线性0.67 mm;(3)空间分辨率:半高宽为2.2 mm.得出的结论... 通过实验对采用NaI(Tl)晶针阵列的小型单管γ相机的性能进行了研究,得到的实验结果是:(1)能量响应:对Am-241(59.5 keV)的γ射线能量分辨率为19%;(2)位置线性:绝对非线性1 mm,微分非线性0.67 mm;(3)空间分辨率:半高宽为2.2 mm.得出的结论是:(1)采用NaI(Tl)晶针阵列的小型单管γ相机的压缩效应较小;(2)由于晶针单元限制了光子的分布,所以采用NaI(Tl)晶针阵列的小型单管γ相机的空间分辨率基本上由晶针的尺寸大小决定;(3)与平板式NaI(Tl)晶体小型单管γ相机相比,采用NaI(Tl)晶针阵列的小型单管γ相机的能量响应、位置响应和空间分辨率等性能都有一个较大的提高. 展开更多
关键词 nai(Tl)晶针阵列 能量响应 位置线性 空间分辨率
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4πγ井型NaI晶体测量装置开展医用核素^99Tcm活度测量的国际比对 被引量:1
20
作者 张明 梁珺成 +2 位作者 刘皓然 杨元第 陈靖 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期393-396,共4页
^99Tcm为目前在核医学领域应用最为广泛的短寿命放射性核素,其活度值的准确性至关重要,为此国际计量局组织了^99Tcm核素活度国际关键比对。2012年3月,中国计量科学研究院电离辐射所采用4πγ井型NaI晶体国际参考系统传递仪器(SIRTI... ^99Tcm为目前在核医学领域应用最为广泛的短寿命放射性核素,其活度值的准确性至关重要,为此国际计量局组织了^99Tcm核素活度国际关键比对。2012年3月,中国计量科学研究院电离辐射所采用4πγ井型NaI晶体国际参考系统传递仪器(SIRTI)完成了医用核素^99Tcm的比对实验。稳定性测试结果表明SIRTI仪器工作状态满足比对要求,比对核素^99Tcm的活度当量测量结果在12.580kBq左右。 展开更多
关键词 计量学 放射性活度 4πγ井型nai晶体 国际比对
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