γ探测效率曲线拟合公式的研究及体源自吸收因子的MCNP计算
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摘要
用γ谱仪对样品进行定量测量时，需要知道探测器对特定γ射线的探测效率。为了从已知刻度的若干能量点的γ探测效率得到该能区任意能量点的探测效率，就需对γ探测效率刻度数据进行曲线拟合。本文介绍两个全能峰效率曲线的拟合公式。这两个公式对拟合参数都是线性的，都是由γ射线与物质相互作用过程(光电吸收、康普顿散射和电子对产生)的几率随入射γ射线能量的变化关系的渐近表达式中的若干项拼凑调整而得到的。两个公式都能够在很宽的能区上很好地拟合锗探测器和NaI(T1)闪烁探测器对点源、面源及体源的全能峰效率曲线。本文详述了这两个拟合公式对不同探测器在不同探测几何条件下的全能峰效率曲线进行拟合的情况。
在用γ谱仪对环境土壤样品放射性水平进行测量时，待测样品高度和基质密度往往与刻度标准样品的不同，所以必须考虑样品高度的不同和基质密度的变化对测量结果的影响。本文用MC模拟计算的方法，分别研究了不同体源样品高度和密度下样品对γ射线的自吸收因子与γ射线能量的变化关系。同时验证了，体源自吸收因子随γ能量的变化关系可以很好地用本文介绍的效率曲线拟合公式来表达。
In this work,two equations which can be used to fit the efficiency curves of γ-ray spectrometers are introduced and evaluated.Both equations are linear with respect to the fitting parameters.They were obtained by combining,and minor adjusting,the terms in the asymptotic expressions for the probabilities of the processes (photoelectric absorption,Compton Scattering and pair production) through whichy-rays interact with matter. Both equations were found to be able to fit very well in wide energy ranges the efficiency curves of Germanium and NaI(Tl) detectors detecting γ-rays from point or plane sources,as well as from cylindrical
在用γ谱仪对环境土壤样品放射性水平进行测量时，待测样品高度和基质密度往往与刻度标准样品的不同，所以必须考虑样品高度的不同和基质密度的变化对测量结果的影响。本文用MC模拟计算的方法，分别研究了不同体源样品高度和密度下样品对γ射线的自吸收因子与γ射线能量的变化关系。同时验证了，体源自吸收因子随γ能量的变化关系可以很好地用本文介绍的效率曲线拟合公式来表达。
In this work,two equations which can be used to fit the efficiency curves of γ-ray spectrometers are introduced and evaluated.Both equations are linear with respect to the fitting parameters.They were obtained by combining,and minor adjusting,the terms in the asymptotic expressions for the probabilities of the processes (photoelectric absorption,Compton Scattering and pair production) through whichy-rays interact with matter. Both equations were found to be able to fit very well in wide energy ranges the efficiency curves of Germanium and NaI(Tl) detectors detecting γ-rays from point or plane sources,as well as from cylindrical
引文
1 敬克兴，李泽，刘从贵，刘永辉，苏树新，黄胜年．7．64 MeV γ射线诱发~(232)Th裂变的裂变产额测量[J]．原子核物理，1988．10(3)：244-249
2 俞森标，姜让荣．HPGe γ谱仪对体源的效率与源高度近似关系的验证[J]．辐射防护，1998，18(4)：314-318
3 潘京全．圆柱型样品γ射线自吸收系数和全能峰效率的计算[J]．辐射防护通讯，1999，19(1)：40-42
4 何宗慧．环境样品自吸收因子的计算和实验测定[J]．辐射防护，1990，10(5)：351-363
5 吉长余．HPGe γ谱仪体源的效率与源高度的相关性分析[J]．辐射防护，2003，23(4)：247-252
6 乔录成，白立新，张一云，徐家云．高纯锗γ谱仪对环境样品探测效率的模拟计算[J]．四川大学学报(自然科学版)，2003，40(2)：301-304
7 白立新，徐家云，吴丽萍，张一云，周厚全，郝繁华，熊宗华．HPGe γ谱仪体源效率与源高度和密度的关系[J]．四川大学学报(自然科学版)，2004，41(1)：126-130
8 复旦大学，清华大学，北京大学合编．原子核物理实验方法[M]．原子能出版社，1985．
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24 杨毅，李泽，崔安智，刘永辉，刘大鸣，唐培家，李新华，孙宏清，李大明，张生栋，郭景儒．热中子诱发235U裂变产物产额测量[J]．原子能科学技术，2000，34(增刊)：170-174
25 何宗慧，黄治俭，腾慧洁，李源新．近距离测量时Ge(Li)探测器的峰效率刻度和符合相加修正[J]．辐射防护，1986，6(6)：431-439
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27 李琦，常永福，解峰，连琦，张自禄，刘德敏，许启初，唐寒冰．大体积阱式Na(T1)探测器的效率计算与测量[J]．原子能科学技术，2003，37(3)：231-232
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29 李德平，潘自强．辐射防护手册第一分册辐射源与屏蔽[M]．原子能出版社，1987．
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31 朱文凯，陈军，熊建平，陈坤．两套HPGe γ谱仪对土壤样品的测量结果比对分析[J]．核电子学与探测技术，2005，25(2)：150-169
32 张佳媚，王中录，夏兵，常永福，钱绍钧．HPGe γ谱仪分析环境水平放射性比对样品[J]．核电子学与探测技术，2002，22(1)：92-95
33 李家柱．不同粒径黄土样品对0.661 MeV γ射线的吸收系数研究．四川大学本科学文论文．2005
34 何宗慧．环境样品自吸收因子的计算和实验测定[J]．辐射防护，1990，10(5)：351-363
35 郝润龙．体源自吸收修正的研究[J]．计量学报，1991，12(1)：64-71
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37 李伟生，李文新，孙彤玉，赵莉莉．122-1400 keV能区同轴Ge(Li)和HpGe探测器效率曲线的函数拟合[J]．核技术，1990，13(4)：228-232
38 王月兴，鲁永杰，杨翊方，张建国．用不同能量γ光子全能峰相对效率曲线和KCl测定24Na活度方法的研究[J]．核技术，2003，26(4)：306-310
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41 吉长余．锗γ谱仪~(110)Ag符合相加修正因子测量[J]．辐射防护，1999，19(6)：420-425
42 潘京全．γ射线的线性吸收系数拟合[J]．放射卫生，1998，18(5)：362-364
1．关云霞，周钢，敬克兴．60-2614 keV同轴锗探测器效率曲线的半经验公式拟合．《四川大学学报》 2006，43(4)
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