中子元素分析中干扰γ射线屏蔽研究.pdfVIP

V01．41 第41卷第4期 东北师大学报(自然科学版) No．4 ofNortheastNormal December2009 2009年12月 Journal University(NaturalScienceEdition) [文章编号11000—183212009)04～0079—03 中子元素分析中干扰7射线屏蔽研究 吕俊涛1’2，魏晓云3，谷德山3，程道文3，王新3，贺 平3，刘林茂3 (1．浙江大学工业控制技术国家重点实验室，浙江杭州310027； 2．大庆油田有限公司测试分公司，黑龙江大庆163453； 3．东北师范大学辐射技术研究所，吉林长春130024) [摘 要] 用中子发生器做中子源进行元素分析时，在辐照所测元素的同时，中子发生器组成 材料、中子防护材料及探测y射线装置都产生相应的y射线，这些7射线会对实际测量元素产 生干扰．通过在中子发生器和探测器之间加铅可以屏蔽来自中子发生器一倒的7射线．实验表 明：当铅层厚度为80mm时屏蔽效果最佳；用中子进行含C，H和0等元素的分析时，加铅层 提高了测量精度． [关键词]中子；元素分析；7射线；屏蔽 571．56 140·60 A [中图分类号]0 [学科代码] [文献标识码] O 引言 用中子发生器做中子源进行元素分析时，中子发生器发出的14MeV快中子和物质中的原子核相 互作用，产生多种核反应，无论是非弹性反应[，z，行7y]还是俘获反应[行，)，]都会放射出特征y射线．这 些特征y射线包含着被测物质中每种元素的特有信息，在探测过程中，通常选择产额较高、受其他y射 线干扰小的谱线作为特征y射线[1‘7]．在定量分析中，如果本底y射线计数较高，将会影响测量的精确 度．实际测量时应尽量消除来自宇宙辐射的初级和次级的成分，如实验室墙壁产生的初级y射线辐射， 靠近探测器的辅助设备及中子防护材料产生的y射线等．在有基本屏蔽的实验装置上，大部分本底主要 来自中子发生器方向上的中子与中子防护材料及周围物质作用时所产生的)，射线．本文在保持)，射线 探测器和中子发生器之间的距离不变时，采用增加中子发生器和y射线探测器之间铅的厚度，以比较本 底对测量结果干扰的影响，通过优化屏蔽设计，选择最佳铅屏蔽层厚度，在中子元素分析中提高了实际 测量精度． 1 实验装置 研究中子元素分析干扰y射线屏蔽实验装置见图1。该装置由中子发生器、y射线探测器、中子防护 体、y射线屏蔽体(铅室)等组成．其中：所使用的D-T中子发生器中子产额为1×108个／s，发射中子部 mm×50 位尺寸为110mm；y射线探测器采用BGO(Bi。Ge。O。2)闪烁晶体探测器，晶体尺寸为50mml7 射线能谱分析选用2048道能谱分析器；中子防护材料选用含硼石蜡和聚乙烯；y射线屏蔽铅室的外围 rllm×700 ram×600 尺寸为500 mm，壁厚为40，mm，并留有BGO探头插孔；在中子发生器靶端套有壁 厚40mrn、长度200 mill的铅筒做初级y射线屏蔽．中子发生器靶端和7射线屏蔽室之间加一带有准直 [收稿日期]2008—10—20 [基金项目]吉林省科技发展计划项目． [作者简介]吕俊涛(1972一)，男，硕士；谷德山(1955～)，男．教授，主要从事核技术和真空技术研究． 万方数据 80 东北师大学报(自然科学版) 第41卷 孔的聚乙烯板，板的大小和屏蔽室与中子发生器一侧面积相同，厚度为200mm，准直孔尺寸为30 mm[