圆柱体源γ射线自吸收系数研究

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1、摘要通过对放射性样品以及核材料的γ特征谱的分析，可以获得放射性样品以及核材料中某放射性核素的含量。而其中γ射线的自吸收是影响γ能谱分析精度的一个极为重要的物理量，因此对于γ射线的自吸收的求出变得很重要。通常，待分析的放射性样品以及核材料（如燃料棒）都是圆柱形的放射性体源，因而对于圆柱形体源的γ射线的自吸收系数的研究变得尤为重要。然而，不同大小的圆柱形体源并且当探测器在不同的位置探测时具有不同的γ射线的自吸，因而找到一个求圆柱形体源γ射线通用的公式对圆柱形放射性样品及核材料的分析变得很有意义。本文中，将点探测器分别置与圆柱形体源的轴向

2、方向上以及垂直与轴的方向上。在不考虑点探测器探测效率的情况下（探测效率为1），就这两个方向分别对γ射线的自吸收系数做数学公式推导。当探测器置与轴方向上时，通过将圆柱体的半径高度以及圆柱体源到点探测器的距离代入，并用matlab进行计算就可以求出任何圆柱形体源轴方向上某距离处的γ射线的自吸收系数。在与轴垂直方向上，同样推导出一个通用公式，由于公式比较复杂，本文只计算当点探测器在远距离时的近似值公式。关键词：圆柱形体源;γ射线;自吸收系数;近似值公式ABSTRACTThroughtheanalysisofgammaspectraofra

3、dioactivesamplesandthenuclearmaterials,wecanobtaintheradionuclidecontentofradioactivesamplesandnuclearmaterials.Itisessentialtoobtainthegammaraysself-absorptionfactorfortheanalysisprecisionoftheradionuclidecontentingammaspectraenergyanalysis.Toworkouttheself-absorption

4、coefficientofgammaraysbecomeextremelyimportant.Usually,radioactivesamplesandnuclearmaterials(suchasthefuelrods)whichneedtobeanalysisedarecylindrical,thusthestudyoftheself-absorptioncoefficientofgammaraysofthecylindricalbodysourceisparticularlyimportant.However,theself-

5、absorptioncoefficientofgammaraysisduetohowbigthecylindricalbodysourceisandwherethedetectorlies.Thatfindingaequationwhichissuittoallthecylindricalbodysourceissosignificanttotheanalysisofgammaspectraofradioactivesamplesandthenuclearmaterials.Inthisarticle,pointdetectoris

6、laidontwodifferentdirections.Ignoringthedetectefficiencypointofthedetector(detectefficiencyis1),Equationswhichworkouttheself-absorptioncoefficientofgammaraysarederivedoutasfarasthesetwodirections.Whenthedetectorliesonaxis,wecansolvetheself-absorptioncoefficientofgammar

7、aysbyusingsomeparameterssuchasheightandradiusandthematlabsoftware.Whenthedetectorliesonanotherdirection,aequationshouldbederivedouttoo.Butthisequationissocomplextosolve,soIonlysolveit’sapproximateequation.Keywords:cylindricalbodysource;gammarays;self-absorptioncoeffici

8、ent;approximateformula目录绪论11研究背景12本文研究工作21.Γ射线的分析与探测31.1γ射线产生机理及其基本特性31.1.1简述31.1.2γ射线产生机理31.2γ射线与物质的相互作用的一般特性31.2.1光