成都理工大学本科优秀毕业设计(论文)缩写(样本).docVIP

γ射线在钨-镍合金材料中吸收规律的研究 核工程与核技术 ×××××班：××× 指导教师：××× 【摘 要】本文介绍了利用NaI(TI)闪烁谱仪研究137Cs和60Co等放射源辐射的γ射线在钨镍合金与铅材料中吸收规律的变化情况，通过钨镍合金与铅这二种材料的比对，得出钨镍合金对γ射线的吸收远高于传统的屏蔽材料——铅，从而对辐射防护的材料选择上提出了新的见解。 【关键词】 传统的辐射防护材料是铅，然而随着核技术的广泛应用在实践中人们发现：铅作为辐射防护材料有很多弊端，比如会产生二次韧致辐射，硬度比较差，同时铅本身是重金属污染源，很可能在使用过程中造成重金属中毒。 随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，传统的辐射屏蔽材料铅已经不能满足人们的需要，寻找一种安全可靠的防护材料对于从事放射性工作人员的安全至关重要。钨镍合金作为新型辐射材料具有很多的优势，不产生二次韧致辐射，而且同样的屏蔽效果厚度仅为铅的2/3。 2 γ射线测量的理论知识 2.1 γ射线与物质的相互作用 γ射线与物质相互作用的过程可以看作γ光子与物质中的原子或分子碰撞而损失能量的过程。主要的相互作用方式有三种光电效应，康普顿效应和电子对效应。 2.2 γ射线的来源 放射性辐射是自然界中普遍存在的现象，人类生活在地球上，周围物质几乎无不含有放射素。环境中的放射性，主要由来自于自然界的天然辐射和人类活动产生的人造辐射源。 2.3 γ射线的危害 天然放射性物质主要以电离辐射的形式，通过其放射的射线，以内照射、外照射的方式对生物体细胞的基本分子结构产生电离作用，破坏了生物体的细胞分子结构，抑制了细胞的生物活性，从而造成对生物体的伤害。正常的背景剂量的辐射照射不会影响人的健康，但如果遇到很高剂量的照射或长期生活在放射性水平较高的环境中就会影响人的健康甚至生命。 3 测量原理 3.1 阈压道宽的确定 为减少本底和康普顿散射的影响，实验采用NaI（Tl）闪烁探测器、HW-3204自动定标器微分测量，利用自动定标器调整阈压，只计数特征峰峰位的计数。 下面以137Cs 的661KeV峰位寻找简要说明阈压，道宽的确定。首先利用微分测量测得源的仪器谱线，然后找准峰位的下阈压和上阈压，从而确定道宽。对137Cs源测得的谱线如图3-1所示，要测量的峰位如图3-2所示。 图3-1 137Cs的γ射线仪器谱 图3-2 测量峰位示意图 同理60Co阈压，道宽的确定也是先利用微分测量测得源的仪器谱线，然后找准峰位的下阈压和上阈压，从而确定道宽。 3.2 测量原理 天然γ射线与物质相互作用的三种主要形式：光电效应、康普顿散射和形成电子对效应。由于三种效应的结果，γ射线通过物质时发生衰减（吸收）。单能的窄束射线，在穿透物质时，其强度会减弱，这种现象称为射线的吸收。射线强度的衰减服从指数规律： （3-1）r （3-2） 式中：I为射线经过某一介质厚度的仪器净读数（减去本底）; I0为起始射线未经过介质的仪器净读数（减去本底）； d为介质厚度，单位为cm; dm为介质面密度，单位为g/ cm2; μ为γ射线经过介质的线吸收系数。单位为cm-1; μm为γ射线经过介质的质量吸收系数。单位为 cm2/g; 半吸厚度：为使射线强度减少一半时物质的厚度，即 时，或 （3-3） 4 实验结果与讨论 4.1 实验 为了得到窄束射线在吸收介质中的减弱规律，首先要进行良好的设计，以获取满足实验要求的窄束射线。为此设计的实验装置如图4-1所示 图4-1 实验装置图 探测器记录到的脉冲信号可能来自5个方面，只有穿透吸收物质而进入探测器的射线是我们所需要的窄束射线。其他射线是我们不需要的，是产生误差的来源。因此，需要选择良好的实验条件，包括源、准直孔和探测器的准直情况，吸收介质与放射源和探测器的相对位置，定标器的甄别阂和高压等。正式测量前，对这些影响因素都进行了仔细的考虑和选择[9]。 测量装置的调整 ：利用激光器调整探测器，使源位、准直孔、探测器的中心处在同一水平线上，以保证从放射源发出且透过吸收介质，而最终达到探测器的射线数目最多，即计数率最大。 本实验研究的主要是窄束射线在物质中的吸收规律。所谓窄束射线是指不包括散射成份的射线束，即通过吸收片后的光子仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成，它不包括散射成分的射线束。 在源与探测器之间分别放置一定数量吸收片，随着吸收片厚度的增加，探测器记录射线透过吸收