高剂量率脉冲γ辐射装置的建立

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作者 方登富 唐智辉 +3 位作者 韦应靖 段嘉宇 李胤 张婷婷 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第2期154-161,共8页

为解决临界事故报警设备的辐射性能测试问题,建立了基于稳态^(60)Co辐射切割的脉冲辐射装置。该装置建立在活度约为5000Ci的^(60)Co标准装置上,通过重力调节切割器的运动速度,利用切割器上预设的准直光阑切割稳态辐射以获得脉冲γ射线... 为解决临界事故报警设备的辐射性能测试问题,建立了基于稳态^(60)Co辐射切割的脉冲辐射装置。该装置建立在活度约为5000Ci的^(60)Co标准装置上,通过重力调节切割器的运动速度,利用切割器上预设的准直光阑切割稳态辐射以获得脉冲γ射线。经由蒙卡模拟明确了基本参数与实验设计,装置搭建完成后进行了各项测试。测得辐射特性如下:1)单脉冲的空气比释动能在136μGy~311μGy,测量重复性不超过1.3%;2)脉冲γ辐射在水平方向上的辐射野直径为10 cm,垂直方向的辐射野直径为9.5cm;3)脉冲γ辐射的脉冲宽度范围为80 ms~220 ms。该脉冲γ辐射装置的建立,可为临界事故报警设备的生产调试及运行监测提供测试平台。 展开更多

关键词 临界事故报警设备 脉冲γ辐射 稳态辐射场切割 辐射野

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基于深度学习的中子剂量率仪自动读数系统

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作者 王雨青 黄政林 +5 位作者 孙博文 王桢 李胤 崔伟 唐智辉 韦应靖 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第2期221-228,共8页

中子周围剂量当量监测是核电站、加速器等核设施周围辐射防护监测的重要内容。为提高中子周围剂量监测仪表检定的自动化程度,基于深度学习的文本检测与文本识别算法,建立了中子剂量率仪的自动读数系统。对比了三种不同的文本检测与文本... 中子周围剂量当量监测是核电站、加速器等核设施周围辐射防护监测的重要内容。为提高中子周围剂量监测仪表检定的自动化程度,基于深度学习的文本检测与文本识别算法,建立了中子剂量率仪的自动读数系统。对比了三种不同的文本检测与文本识别模型对于中子剂量率仪表的识别效果,实验结果表明DBNet与CRNN模型具有较高的准确性且同时保证了推理的快速性。对20种常见的中子周围剂量当量率仪进行了识别测试,测试结果表明,自动读数系统对于所测试仪表的识别准确率均可达到90%以上,且经过滤算法后准确率可提升至100%,系统处理一帧图像的时间在0.7 s左右。 展开更多

关键词 深度学习 中子周围剂量 计量检定 机器视觉 光学字符识别 自动化

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β敷贴器监测用薄窗平板电离室研制

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作者 李凯伦 韦应靖 +3 位作者 刘新昊 崔伟 李胤 陈双强 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第3期293-298,共6页

为了解决医用β敷贴器表面吸收剂量率的测量问题,基于研制的一种固定极间距的薄窗平板电离室,结合KEITHLEY642型静电计,组建了β敷贴器监测仪。电离室的保护环和收集极设计为分立的石墨同心体结构,消除了“记忆效应”的影响,同时选用聚... 为了解决医用β敷贴器表面吸收剂量率的测量问题,基于研制的一种固定极间距的薄窗平板电离室,结合KEITHLEY642型静电计,组建了β敷贴器监测仪。电离室的保护环和收集极设计为分立的石墨同心体结构,消除了“记忆效应”的影响,同时选用聚苯乙烯作为室壁材料,较好地减小了漏电流。实验结果表明,电离室最佳工作电压为30 V,漏电流小于6 fA;在10 mGy/h~24 Gy/h范围内,电离室相对固有误差不超过±2%;在电离电流为1.445×10^(-11) A时,测量结果的重复性为0.25%;按电离室对^(90)Sr-^(90)Y β射线的响应归一后,测得其对^(85)Kr β射线的相对响应为0.86。结果表明,该电离室具有较好的辐射特性,将来可广泛应用于医用β敷贴器表面吸收剂量率的测量工作中。 展开更多

关键词 电离室 β敷贴器 吸收剂量率 相对固有误差

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柔性γ/X射线屏蔽材料的研究进展

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作者 杜长斌 杨明明 +7 位作者 韩毅 刘宇辰 李国栋 沈华亚 池晓淼 孙岩松 陈志伟 姬俊杰 《新材料·新装饰》 2025年第2期22-25,共4页

柔性酌/X射线屏蔽材料是一种由具有屏蔽酌/X射线的功能性填料和具有弹性的聚合物混合加工而成的复合材料,目前已经广泛应用于多个领域的放射性屏蔽。基于此,文章分析了柔性酌/X射线屏蔽材料的制备要求及新型制备工艺。结果表明,基于填... 柔性酌/X射线屏蔽材料是一种由具有屏蔽酌/X射线的功能性填料和具有弹性的聚合物混合加工而成的复合材料,目前已经广泛应用于多个领域的放射性屏蔽。基于此,文章分析了柔性酌/X射线屏蔽材料的制备要求及新型制备工艺。结果表明,基于填料多组分设计和微纳米结构研究思想,利用不同的填料加工工艺,选用不同的高分子基体,搭配不同的改性微粒,制备综合性能良好的高分子复合材料,是当今柔性酌/X屏蔽材料的发展趋势。 展开更多

关键词 γ/X射线屏蔽材料 复合材料 屏蔽性能测试

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基于视觉技术的X、γ剂量率仪数字识别系统

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作者 王雨青 黄政林 +2 位作者 刘新昊 李英帼 韦应靖 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期118-126,共9页

为提高X、γ剂量率仪检定、校准的自动化程度,提出一种基于计算机视觉的X、γ剂量率仪数字识别系统。该系统可实现摄像头视频采集、采集图像预处理、仪表图像的文本检测与识别以及识别结果的后处理。分别采用DBNet与CRNN-CTC作为文本检... 为提高X、γ剂量率仪检定、校准的自动化程度,提出一种基于计算机视觉的X、γ剂量率仪数字识别系统。该系统可实现摄像头视频采集、采集图像预处理、仪表图像的文本检测与识别以及识别结果的后处理。分别采用DBNet与CRNN-CTC作为文本检测与文本识别的模型,比较不同骨干网络结构对模型的影响。在平衡准确性和速度指标后,选择MoblieNetV3作为文本检测和识别模型的骨干网络,对32种常见的X、γ剂量率仪进行识别实验。结果表明:经算法过滤后,仪器识别准确率可达到100%;对于绝大部分仪器,使用数字识别系统效率可以提高20%以上,但是对于显示界面刷新面积较大的仪器,摄像机难以识别,仍需要人工检定。 展开更多

关键词 数字识别系统 机器视觉技术 深度学习 图像处理 文本检测 文本识别 计量检定

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常用39种核素空气比释动能率常数计算

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作者 段嘉宇 王川 +4 位作者 黄政林 唐智辉 方登富 李志刚 王弘昱 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第1期47-53,共7页

核素空气比释动能率常数Γ_(a)是评估剂量和屏蔽计算中非常重要的数据,Γ_(a)的计算需要用到通量到空气比释动能率的转换系数K_(a)/Φ以及核素衰变光子信息。2020年国际辐射与测量委员会ICRU发布了95号报告,该报告推荐了新的K_(a)/Φ。... 核素空气比释动能率常数Γ_(a)是评估剂量和屏蔽计算中非常重要的数据,Γ_(a)的计算需要用到通量到空气比释动能率的转换系数K_(a)/Φ以及核素衰变光子信息。2020年国际辐射与测量委员会ICRU发布了95号报告,该报告推荐了新的K_(a)/Φ。为了验证基础数据更新后核素Γ_(a)数值的变化,基于理论和蒙特卡洛方法对医学、工业、农业中常用的39种核素空气比释动能率常数进行了计算,并对不同插值方法及阈值选取做了对比分析。得到以下结论:三次样条、对数-对数拉格朗日插值、线性-对数拉格朗日插值方法对Γ_(a)的计算影响较小;阈值选取对Γ_(a)的计算非常重要,部分核素在不同阈值情况下计算差异较大,推荐核医学剂量估算使用10 keV阈值,其他情况阈值选取20 keV;理论计算和MCNP模拟计算差异较小,都可用于常数的计算。 展开更多

关键词 空气比释动能率常数 空气比释动能 转换系数

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基于地统计空间插值的三维辐射场重构研究 被引量：1

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作者 龙泽宇 宋佩涛 +4 位作者 冯青靓 李华 韦加富 刘瑞文 牛瑨博 《辐射防护通讯》 2023年第5期18-24,共7页

针对源项未知情况下的三维辐射场获取问题,根据辐射场具有空间自相关性的特点,利用地统计空间插值中结合对数变换的普通克里金方法来进行辐射场重构。通过两个实测的辐射场数据集对该方法进行了测试,结果表明,该方法在选取Exponential... 针对源项未知情况下的三维辐射场获取问题,根据辐射场具有空间自相关性的特点,利用地统计空间插值中结合对数变换的普通克里金方法来进行辐射场重构。通过两个实测的辐射场数据集对该方法进行了测试,结果表明,该方法在选取Exponential模型或Spherical模型来进行半方差拟合,且测量点为随机选取的情况下,其重构结果平均偏差的平均值为21.51%~74.01%,证明了该方法在实际应用中具有一定的有效性和可行性。另外,对测量点分布情况与辐射场重构准确性之间的关系进行了初步分析,确定了测量点的分布应尽可能均匀的选取方案。 展开更多

关键词 三维辐射场 地统计插值 克里金方法

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一种基于标准样品浓度稀释的在线氚监测仪校准装置

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作者 方登富 韦应靖 +3 位作者 王明亮 李胤 陈双强 段嘉宇 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期208-213,共6页

为解决在线氚监测仪的现场校准问题,开展了在线氚监测仪现场校准方法研究,主要包括现场校准装置的机械构造、工作原理、校准装置量值的确定,以及需要开展的校准项目。利用该现场校准装置和氚活度浓度标准装置,对同一台在线氚监测仪进行... 为解决在线氚监测仪的现场校准问题,开展了在线氚监测仪现场校准方法研究,主要包括现场校准装置的机械构造、工作原理、校准装置量值的确定,以及需要开展的校准项目。利用该现场校准装置和氚活度浓度标准装置,对同一台在线氚监测仪进行了校准比较,结果表明两者的校准因子分别为1.07和1.05,相对偏差约为2%,该现场校准装置具备量值传递的能力,可满足现场校准要求。此外,该校准装置具有便携性、可操作性和可拆分的特点,可保证现场校准不受场所作业空间的限制,适合在现场进行校准实验,可解决国内在线氚监测仪设备无法溯源的问题。 展开更多

关键词 在线式 氚监测仪 现场校准 量值传递

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基于cosRMC的同位素电池屏蔽计算研究 被引量：1

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作者 王益祺 刘仕倡 +5 位作者 靳程建 李锐 孙宁延 韩毅 张显 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期622-629,共8页

热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。... 热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。当屏蔽层厚度超过一定值后,蒙特卡罗方法计算结果的统计误差显著增大,采用减方差技术可以提高热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。同时,直接电子输运模拟耗时很长,可以通过厚靶韧致辐射模型处理电子产生的光子,从而提高计算效率。本文开展了cosRMC程序的减方差技术和厚靶韧致辐射模型在同位素电池屏蔽计算中的应用研究与验证,基于美国SNAP-21结构的设计方案,采用cosRMC程序对同位素电池进行了精细建模,通过改变外屏蔽层厚度分析其对表面剂量率的影响,并与MCNP结果进行比较。结果表明,在电池径向和轴向使用不同厚度的屏蔽层,cosRMC与MCNP计算的贫铀屏蔽层表面的剂量率的相对误差在±3σ区间内符合良好。采用栅元重要性减方差后,两程序统计误差均减小,且在电池径向5 cm处和轴向4 cm处,结果在±3σ区间内符合良好,进一步验证了cosRMC程序进行热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。 展开更多

关键词 同位素电池 屏蔽计算 MCNP cosRMC 减方差

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基于VSLAM的三维γ剂量率场快速测量方法研究

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作者 李会 樊清 +4 位作者 李华 刘立业 陈法国 李德源 赵原 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期157-166,共10页

针对核设施现场及数字化辐射防护系统对γ辐射场信息快速获取的需求,本文采用实时定位与地图构建技术(SLAM)结合γ剂量探测技术,解决室内场景高效测量γ剂量率辐射场并与数字化系统兼容的问题。根据场景传感器的特点,基于三色深度图像(... 针对核设施现场及数字化辐射防护系统对γ辐射场信息快速获取的需求,本文采用实时定位与地图构建技术(SLAM)结合γ剂量探测技术,解决室内场景高效测量γ剂量率辐射场并与数字化系统兼容的问题。根据场景传感器的特点,基于三色深度图像(红、绿、蓝色和深度,RGBD)相机研究视觉SLAM(VSLAM)算法和辐射测量数据同步与定位方法;建立了一套基于VSLAM的γ剂量率测量装置,测试了场景点云质量、轨迹定位精度和γ剂量率模块性能;选择某核设施现场进行实验,分析了测量效率、定位准确性和数字化系统兼容能力。结果表明,建立的VSLAMγ剂量率测量方法及相应装置,测量效率高、定位准确,且现场应用良好、数字化系统兼容,具有较广阔的应用前景。 展开更多

关键词 视觉SLAM Γ剂量率 三维辐射场测绘 数字化系统

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常见结构缝隙对γ射线屏蔽性能影响的分析研究

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作者 池晓淼 韩毅 +6 位作者 曹勤剑 陈法国 刘宇辰 李国栋 孙岩松 杨明明 陈志伟 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期245-252,共8页

屏蔽装置实际安装布置过程中,结构缝隙通常难以避免,不同缝隙对装置屏蔽效果影响存在较大差异。本文基于蒙特卡罗程序Geant4,分别对混凝土、铁(Fe)和铅(Pb)结构缝隙对^(60)Co和^(137)Cs源的γ射线衰减倍数和半值层Δ_(1/2)进行计算。重... 屏蔽装置实际安装布置过程中,结构缝隙通常难以避免,不同缝隙对装置屏蔽效果影响存在较大差异。本文基于蒙特卡罗程序Geant4,分别对混凝土、铁(Fe)和铅(Pb)结构缝隙对^(60)Co和^(137)Cs源的γ射线衰减倍数和半值层Δ_(1/2)进行计算。重点对不同直缝宽度下不同屏蔽材料屏蔽性能和不同类型结构缝隙宽度下Pb板屏蔽性能进行分析研究;并在相同条件下对不同直缝宽度的Fe板计算结果进行了实验验证。结果表明:对于直缝而言,随着屏蔽体厚度的增加,相同缝隙宽度下半值层Δ_(1/2)逐渐变大;五类结构缝隙中,斜缝对Pb板屏蔽效果负面影响最小,其宽度每增加1 mm,半值层Δ_(1/2)的平均增量约为2.03%(^(60)Co)和2.02%(^(137)Cs),单V缝次之,直缝负面影响最大。本研究主要评估了各类缝隙结构对屏蔽装置防护效果的影响,在指导屏蔽装置的结构设计和选型等方面,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 GEANT4 结构缝隙 衰减倍数 半值层

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在线定向剂量当量率监测系统研制

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作者 韦应靖 吴志芳 +3 位作者 刘立业 李胤 方登富 刘新昊 《同位素》 CAS 2024年第4期347-352,共6页

为了实时准确测量工作场所定向剂量当量率H′(0.07)数值,研制了ZF-FD7型在线H′(0.07)监测系统。其探测器是基于塑料闪烁体和半导体光电二极管(SiPM)研制,开发的中间机和上位机具有数据传输、剂量率显示、超阈值报警等功能。对于研制的... 为了实时准确测量工作场所定向剂量当量率H′(0.07)数值,研制了ZF-FD7型在线H′(0.07)监测系统。其探测器是基于塑料闪烁体和半导体光电二极管(SiPM)研制,开发的中间机和上位机具有数据传输、剂量率显示、超阈值报警等功能。对于研制的在线H′(0.07)监测系统,参照GB/T4835.1-2012测得其辐射特性如下:在76μSv/h~1.4 Sv/h剂量率范围内,其相对固有误差在±10%之内;在β射线平均能量为60~800 keV范围内,响应在0.8~1.2之间;在−45°~45º入射时,入射角的响应在0.88~1.00之间;在1 mSv/h辐射场中测量结果的统计涨落为2.0%。探测器进行温度补偿后,在−10~40℃内,响应变化为0.91~1.08;在相对湿度为45%~85%范围内,响应变化为0.93~1.00。测试结果表明,该ZF-FD7型在线H′(0.07)监测系统的特性均满足GB/T4835.1-2012要求,可用于较高弱贯穿辐射场所的定向剂量当量率实时监测。 展开更多

关键词 弱贯穿辐射 在线辐射监测 H′(0.07) 塑料闪烁体 半导体光电二极管

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基于平板扫描仪的氡测量方法研究

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作者 杨晓宇 焦岩 +3 位作者 卫晓峰 刘立业 曹勤剑 赵原 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第4期603-607,共5页

CR-39固体径迹探测器因其材料的稳定性、良好的实用性等特点被广泛应用于氡的测量领域。针对现有的商用固体径迹探测器自动测读系统价格昂贵、维护成本及环境要求高的问题,本研究利用平板扫描仪设备,开展固体径迹形态学研究,通过建立基... CR-39固体径迹探测器因其材料的稳定性、良好的实用性等特点被广泛应用于氡的测量领域。针对现有的商用固体径迹探测器自动测读系统价格昂贵、维护成本及环境要求高的问题,本研究利用平板扫描仪设备,开展固体径迹形态学研究,通过建立基于径迹形态学参数的氡径迹识别法则,实现氡的高效、低成本测量。测量结果表明氡暴露量在500 kBq·h/m^(3)以下时,径迹密度-暴露量曲线呈现良好的线性关系。研究表明,基于平板扫描仪的氡测量方法有望实现氡的高效测量且该测读方法兼顾高效、低成本、环境适应性强的特点。 展开更多

关键词 CR-39 固体径迹探测器 氡测量

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国产商用VDMOS用于高剂量测量的实验研究

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作者 潘志吉 刘立业 +5 位作者 卫晓峰 赵原 曹勤剑 王晓龙 郑智睿 焦岩 《核电子学与探测技术》 2025年第4期455-462,共8页

p型MOSFET剂量计广泛应用于各种高剂量环境下的辐射监测,因其需要采用特殊半导体制造工艺而导致成本过高,本文选用普通国产商用VDMOS进行剂量学实验,完成在线实时和被动测量情景下的灵敏度、线性、量程、衰退等特性的对比探究,进行退火... p型MOSFET剂量计广泛应用于各种高剂量环境下的辐射监测,因其需要采用特殊半导体制造工艺而导致成本过高,本文选用普通国产商用VDMOS进行剂量学实验,完成在线实时和被动测量情景下的灵敏度、线性、量程、衰退等特性的对比探究,进行退火后复用性能和剂量率响应特性研究,并对加偏置电压和串联模式提升VDMOS辐照灵敏度的方法进行验证。实验中的VDMOS在0.05~40 Gy剂量范围内线性良好,在线测量模式下辐照灵敏度为6.99 mV/Gy,零偏置被动测量模式下辐照灵敏度为2.36 mV/Gy,使用加10 V偏置电压和4个串联的方式可将辐照灵敏度分别提升为单个VDMOS零偏置模式的4.96倍和4.24倍,另外,该VDMOS退火复用特性和衰退特性表现良好。实验结果表明,国产商用VDMOS是一种低成本测量高剂量的有效方法。 展开更多

关键词 国产 商用VDMOS 高剂量测量 低成本

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