[发明专利]混合核素γ点源体积样品效率刻度方法

说明书

技术领域

本发明属于电离辐射计量技术，具体涉及一种混合核素γ点源体积样品效率刻度方法。

背景技术

为了确保核电站周围的居民安全及环境保护，应该测量并确认气态流出物中各种放射性惰性气体的活度浓度。目前国内普遍所采用的惰性气体在线监测系统是NGM-204，由于其并不具备核素识别功能，因此并不能分别给出不同惰性气体的活度浓度；并且其探测下限较高，对于内陆核电站来说其适用性还有待论证。为了确定流出物中各种核素的排放量，国内部分核电站采用定期(一般取样周期为一周或两周)取样之后，使用HPGe谱仪测量样品各种核素的活度。在田湾核电站，由两台用于环境和流出物样品测量的HPGe探测器，并且要用1升的马林杯形状的不锈钢容器手动取样，在实验室进行分析。

为了定量样品中的放射性核素，必须对探测器进行效率刻度，即确定在给定样品及其与探测系统相对位置固定的情况下的探测器的全能峰探测效率曲线。这种测量方法的精度在很大程度上取决于探测器全能峰探测效率的精度。而探测器全能峰探测效率与探测器物质与结构，样品的尺寸与物质成分、密度，样品与探测器的相对位置等因素有关。因此某一个探测器的全能峰探测效率事实上是针对前述的所有因素而言的。

对于体积样品测量来说，一般的做法是制造标准的体放射源，并在对应的几何条件下进行测量。但是制造标准体放射源需要非常复杂的技术，并且对于含有短寿命放射性核素的体源来说，又必须重新制作。另外如上所述，由于对一个给定的探测系统来说探测效率是针对于某一给定形状及物质组成的样品而言，因此根据不同需要还必须制造出不同形状及物质组成的标准体放射源；而这无疑又增加了放射性废物。还有一种效率刻度方法是计算机模拟方法。但是由于探测器内部结构不是很清楚(探测器晶体表面的死层厚度、探测器灵敏体积、电荷收集效率的不均匀性等)，因此很难保证其准确性，另外这种刻度方法也不能保证溯源性。对于气体样品的测量也存在着上述的共性问题；另外由于大部分惰性气体核素半衰期短，实际可使用的标准气体源种类非常有限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种混合核素γ点源体积样品效率刻度方法，确定探测器对任意轴对称形状体积样品的探测效率。

本发明的技术方案如下：一种混合核素γ点源体积样品效率刻度方法，包括如下步骤：

(1)通过蒙特卡罗模拟方法或标准混合伽玛点源测量方法确定探测器周围多点处的探测效率，获得一组探测效率曲线；

(2)对步骤(1)中获得的各点处的探测效率进行样条拟合并以内插的方式得到探测器周围更为精确的探测效率；

(3)在不考虑衰减或空气等效情况下，对样品的每一种能量的探测效率按样品所占的体积进行积分，进而得出不考虑衰减或空气等效情况下探测器对给定样品的每一种能量的探测效率；

(4)根据样品所占的空间范围内各点的探测效率在所考虑的所有能点处以最小总体偏差原则选定代表点；

(5)在代表点处，使用标准混合伽玛点源测量方法进行测量，得到无衰减情况下，探测器对给定样品的探测效率曲线；

(6)根据样品的物质成分及密度，由蒙特卡罗模拟确定每一能量点的衰减因子，并由此对探测效率曲线作衰减修正，最终得到探测系统对某一给定放射性样品的探测效率曲线。

进一步，如上所述的混合核素γ点源体积样品效率刻度方法，其中，步骤(1)中确定探测效率的探测器周围的点至少应覆盖取样室尺寸。

更进一步，如上所述的混合核素γ点源体积样品效率刻度方法，其中，步骤(1)中确定的探测器周围各点之间的间隔为2cm的方阵；步骤(2)中所述的内插的间隔为1mm。

进一步，如上所述的混合核素γ点源体积样品效率刻度方法，其中，步骤(4)中所述的以最小总体偏差原则选定的代表点是指满足如下函数的最小值的点：