^37ar测量系统的研制与能谱测量方法研究

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1、第U(卷第#期#&&:年#月物理学报Q>6+U(，Z>+#，0BG*F4*<，#&&:$&&&2’#%&L#&&:LU（(&#）L&(:.2&")/I)MVWXY/)XYZY/)$#&&:/=58+M=?+"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!"#$测量系统的研制与能谱测量方法研究!向永春龚建李伟卞直上郝樊华王红侠王茜熊宗华（中国工程物理研究院核物理与化学研究所，绵阳"#$%&&）（#&&"年$#月’&日收到；

2、#&&(年#月$&日收到修改稿）建立了移动式’(’()*测量系统+采用$,的正比计数探测器和能谱分析方法对)*的测量进行了研究+分析了计数管的坪长、坪斜和本底等特点+结果表明，相比传统的计数方法，采用电子能谱法测量’()*具有直观、坪长长、坪斜小等优点+相比传统的总计数方法，采用峰本底的方法可以将本底降低约一个量级，从而降低’()*的探测下限+并研究了工作气体中不同甲烷含量对’()*的测量能谱和计数管工作电压的影响，结果表明，加入$&-的甲烷能够较好的改善’()*的峰形，当甲烷含量大于$&-时，峰形基本保持不

3、变，而甲烷的含量较高时，达到坪区需要较高的工作电压+’(关键词：气体正比计数管，)*，坪曲线，能谱法%#&&：#%.&/，#%(&0［#］测量，但是探测设备位于地下实验室中，无法用于$@引言核试验的现场视察+针对以上问题，采用较大体积的正比计数管，建在核试验中有大量中子产生，中子和周围介质’(’(立了可移动的)*测量分系统，提出)*的能谱测中的钙发生.&/（4!，!）’()*［$］反应产生大量’()*，因此’(量方法，并开展了大量有关)*的能谱测量研究工’(通过对)*的探测可以判断是否进行过地下核试作+目前此

4、’()*测量设备和测量方法作为移动式’()*’(验+目前)*已被全面禁止核试验条约组织（A=B探测系统的测量系统，得到全面禁止核试验条约组?>3C*B=B8D5EB8F?6B4*2ABDA2G48A*B4A<>*9485H4A5>8，简称织的认可+/IJIK）确定为核查核素（/IJILM/2$&L$L)88B7!，’()CCB8N57"）+)*的探测包括取样、分离和测量三#@测量系统的组成’(部分，因此能否对)*进行高灵敏测量是决定这种核查方法是否可行的关键因素之一+根据现场视察的要求，探测设备必须满足可移’

5、()*是惰性气体，在常温常压下本身很难变成动和探测灵敏度高的特点，这意味着整个探测设备液体，且难以化合成化合物，即使变成化合物也很难要具备重量轻，体积小（比如可以装入越野车内），又’(变成液体+而且)*在衰变过程中，发出能量降低的有足够高的灵敏度满足视察要求+除采样和分离分O射线（#@"##PBQ）和俄歇电子（#@’:&PBQ），一般探’(系统外，留给)*测量系统的空间更小+重量轻与降测设备无法满足以上要求+内充气正比计数管具有低本底相矛盾，为此重点从硬件和分析方法两方面很好的坪特性、稳定性好、灵敏度高（在灵

6、敏体积内进行研究+的探测效率为$&&-）、探测能量低等优点，适合于#’()*的测量+#&世纪:&年代核物理与化学研究所曾’()(硬件’(’(采用内充气正比计数管测量)*，但对)*的测量采［$］#@$@$@原理用定标器的计数方法，这种方法的工作量大，本底［’］正比计数系统的放射性活度的探测下限为较高，计数管体积较小（约’&&36），无法满足高灵敏度的核查要求+",RS.@""!!G#L"#$，（$）’(式中"为系统对’()*的最小探测活度，单位为JT；在国外，目前只有瑞士伯尔尼大学进行)*的,R!123456：

7、75489#&&’&:$:;<4=>>+?>3+?8,期向永春等：0689测量系统的研制与能谱测量方法研究6B4#$!!为本底计数率，单位为"；"为测量时间，单位住%在计数管和屏蔽体之间有井形塑料闪烁反符合为"；!为计数管的测量效率；#为核衰变中该射线探测器（见图$）%的辐射强度%由（$）式看出，从物理测量方面而言，在低本底的测量中，提高探测装置的灵敏度可以通过以下途径来实现：&）提高计数器的探测效率；!）增长测量时间；’）增加射线的辐射强度；(）降低测量装置的本底%上述途径的&）和!）常常受到物理条件、技术

8、条件及其他因素的限制%例如，正比计数管的探测效率已达)*+，不可能有较大的提高空间，在现场视察中，不可能在现场进行长时间测量%因此，增加射线图$计数管的屏蔽图的辐射强度和降低测量装置的本底就成为提高探测装置的灵敏度的主要技术途径%,-$-=-反符合探测器,-$-,%大体积正比计数管对于宇宙射线和其他高能粒子，本测量系统采本系统采用体积约$***./的正比计数管，比用反符合探测器进行主动屏蔽%正比计数