γ能谱的蒙特卡罗计算方法探讨与模拟软件设计

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1、成都理工大学硕士学位论文γ能谱的蒙特卡罗计算方法探讨与模拟软件设计姓名：郭生良申请学位级别：硕士专业：核技术及应用指导教师：葛良全20080501摘要Y能谱的蒙特卡罗计算方法探讨与模拟软件设计作者简介：郭生良，男，1981年10月生，师从成都理工大学葛良全教授，2008年6月毕业于成都理工大学核技术及应用专业，获得工学硕士学位。Y能谱的蒙特卡罗模拟问题，是核技术应用领域中的一个重要研究方面。利用蒙特卡罗方法模拟NaI(T1)闪烁探测器对Y射线的响应函数(能谱)是解决Y射线能谱学问题的一个有效方法。本文来源于国家863计划资源环境技术领域重大项目“航空伽玛

2、能谱勘查系统研发”课题(编号2006AA06A207)、国家自然科学基金项目“核地球物理学天然伽玛场的研究”(编号40774063)和成都理工大学科技立项“Y能谱的蒙特卡罗模拟及其软件开发”(编号2007043K)项目。本文探讨了用蒙特卡罗方法对NaI(T1)闪烁探测器中Y射线能谱响应函数的数值模拟；开发了蒙特卡罗模拟软件。该研究在资源环境技术领域中核资源勘查及辐射环境监测方面具有重要的实用价值和指导作用。主要研究内容与成果表现在：(1)论述了蒙特卡罗方法的基本原理和y射线与物质的作用机制。(2)从Y射线在NaI(T1)闪烁探测器中响应函数形成机理的基础

3、上，论述了NaI(T1)闪烁计数器谱仪的Y能谱和Y能谱的蒙特卡罗数值模拟计算方法。(3)在VisualC++平台下开发Y能谱蒙特卡罗模拟软件，应用蒙特卡罗模拟软件模拟光子在NaI(T1)闪烁探测器中的Y光子能量沉积谱和Y能谱。(4)利用设计的蒙特卡罗模拟软件，分别模拟天然能量范围内较低和较高能量的Y射线在N“(T1)闪烁探测器中的响应函数，以检验模拟方法的正确性和通用性。通过数字化多道谱仪系统(NaI(T1)晶体④75mm×75mm)实测的点源Y射线能谱与蒙特卡罗模拟软件模拟谱相比较。对天然Y射线能量范围内较低能量如m7Cs源放出的y射线模拟结果较好，模

4、拟谱与实测谱相比，峰康比和能量分辨率相对误差分别为1．879％和5．585％，对能量较高如60Co源放出Y射线的模拟结果，双峰面积比的相对误差为0．7505％，也能得到满意的效果。用VisualC++开发的蒙特卡罗模拟软件，可模拟出整个光子的输运过程。软件抽样次数在2000万次以上，界面友好，功能较强。可调整放射源能量(即选用不同放射源)、源与探测器距离、探测器尺寸等，同时可显示并保存模拟结果。关键词：y能谱蒙特卡罗模拟响应函数NaI(T1)晶体成都理I：人学硕+学位论文MonteCarloSimulationforySpectrumandSimulat

5、ionSof．twareDesignImroductionofmeauthor：Guoshengliang，male，wasbominOctober，1981whosetutorwasProfessorGeliallgquan．HegraduatedfromChengduUniVersityofTec

6、1110logyinnucleartechn。l。gym句orandwaSgralltedtheMasterDegreeinJune，2008．AbstractTheissueofMonteCarlosimulationfor丫spectrumisaIli

7、mponaJltareaofresea∞hinthe印plicationsofnucleartechnology．UsedMonteCarlosimulationfor丫·rayresponse劬ctions(spectmm)ofNaI(T1)detectorisane虢ctiVewaytosolVetheproblemof丫-rayene唱yspecnlⅡn．TmsthesisisbaseontheState863plans，theissueofresourcesandenviromemaltecllIlologym萄orprojects“aerona

8、uticgammaene培yspectmmexplorationsystemsresearcha11ddeVelopment，’(No：2006AA06A207)，theprojectof“TheStudyofnaturalgammainfieldofnucleargeophysics”financedbyNationalNa_tl】ralScienceFoundationofC11ina(No：40774063)andtheprojectof“MonteCarlosimulationfor丫spectmmandso觚aredeVelopment”fin

9、ancedbyChengduUniVersityofTecllIl0109ysc