第28卷第3期
铀矿地质
7ol.28No,3
2012年5月
Uranium
Geology
May 2012
DOI:10.3969/j.iss.10000658.2012.03,005
GR320
γ能谱仪人工核素面源刻度
王景丹,倪卫冲
(核工业航测遥感中心,河北石家庄050002
[摘要]介绍了GR320y
能谱仪人工核素面源刻度原理和方法、刻度实验过程以及对刻度结果的
应用。通过人工核素小面源模拟大面源的刻度,得到人工核素Cs和Co面源的效率因子,使
GR320ッ
能谱仪在进行环境放射性γ辐射水平调査中能够定量给出人工核素"”Cs和Co的面活度。
对新疆某地航测异常的地面验证测量结果表明,该航测异常地表确实存在人工核素Cs,且GR320y
能谱仪测量的面活度结果与该异常就地HPGe谱仪的测量结果基本相符。此法可推广到其它型号的便
携式y能谱仪的刻度,也可扩展到其它人工核素面源的刻度。
[关键词]GR320
γ能谱仪;人工核素面源;面活度;效率因子
文章编号]1000658(2012)03-0152-05[中图分类号]P631.6~3[文献标志码]A
在进行
环境γ辐射水平调查时,无论是检能谱仪的人工核素刻度,以便转换成活度。在
测放射性核素活度及剂量率,还是进行航测异环境中存在的人工核素可能是由全球核试验所
常或航测热点(区)的地面验证,往往采用造成的沉降,如衰变期较长的人工核素”Cs
GR320γ能谱仪等设备
等,大多呈面状分布,可视为面源形式分布
GR320是一种便携式NaI(T1)多道y能
本文就应用部Cs均匀小面源对GR320y
谱仪,可用于地表或实验室内直接测定源体能谱仪刻度进行了介绍,可扩展到任意便携式
(岩石、矿石、土壤、建筑材料等)的放射性γ能谱仪及对其它的人工核素面源的刻度
核素含量或当量含量叩,具有较高的探测效
率,和可直观地从操作台的显示器上观察“检1原理与方法
查点”核素种类及放射性核素活度强弱等1.1GR20γ能谱仪人工核素面源刻度原理
优点。
对GR320γ能谱仪进行人工放射性核素
GR320γ能谱仪测量通常显示总道、钾、的刻度,包括天然放射性核素窗对人工核素窗
铀、钍4个能窗,并记录256道全谱数据。我散射影响的剥离系数刻度和人工核素窗效率因
们可以将测量结果换算成测量点处天然放射性子刻度两部分。前者通过本底、针、钾、铀和
钾、铀、钍含量(或活度)或剂量率或照射量钍钾铀混合标准模型进行刻度,因模型不含人
率值。但在环境调査中往往要求能够同时测定工放射性核素,可利用下列公式刻度天然放射
人工核素,如Cs等。因此,需进行GR320y性核素钾、钟、窗对人工核素窗(如Cs
[收稿日期]2010-1-01[改回日期]201104-15
[作者简介]王景丹(1980-),女,工程师,2006年毕业于南开大学理论物理专业,获硕土学位。Emai
wjydcs(@eyou.com
第3期
王景丹,等:GR320y能谱仪人工核素面源刻度
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窗)的剥离系数:
敏度(Bq·m2cps1)。
NcN=0=N-(と米K+m米U+m米*Th
从式(2)中得到面源的计数率N,就可
(1)以刻度其效率因子。但要制作无限大或者面积
式中:NcN为刻度模型上测得的铯窗浄计数足够大的人工放射性核素面源难以实现。根据
率(cps);NV为刻度模型上测得的铯窗计数γ射线叠加原理,将大面源分割成相互紧密衔
率;、mn、n分别为钾、铀、钍窗对绝衡的剥接的小面源,则无限大面源在中心点产生的计
离系数,无量纲;K、U、Th分别为钾窗、数率和所有小面源在该处产生的计数率之和是
铀窗、钍窗的浄计数率(cps)。
相等的。因此:
对人工核素窗效率因子的刻度,采用以下
(3)
的方法。由全球核试验产生的人工核素3Cs,
沉降于地表呈面分布形式,在深度分布未知的
N=>(N+Na)ー>Ng(4
情况下,可以将其视作沿地表均匀分布的面式中:N为无限大均匀面源在中心点产生的
源,所给出的面活度是一个包含了一定深度影计数率(cps),NM为第z个均匀小面源在中
响的等效面活度As,能窗的净计数率与地面心点产生的计数率(cps);N为第个均匀
人工核素的面活度成正比。
小面源处环境本底产生的计数率(cps);i为
FA=N/A
小面源编号
式中:FA为效率因子(cps?Bg1?m2);As
将大面源分割成正六边形的小面源,如图1
为等效面活度(Bq?m~2);N为GR320y能所示,便可以进行小面源模拟无限大面源的
谱仪探测到的铯窗计数率(cps);1/FA为灵刻度。
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图1有限面源模拟无限大面源示意图
Fig. 1 Sketch map of finite planar source simulating infinite planar source
a一模拟的无限大面源;b-刻度所使用的面源,为正六边形,由8块梯形面源拼接而成;1一面源编号。
1.2GR320γ能谱仪人工核素面源刻度方法而方位角不同的y射线,具有相同的响应;但
GR320y能谱仪的探测器为圆柱状NaI相同方位角上,不同人射角的y射线则具有不
(T1)晶体,其尺寸为57.6cm×7.6cmn。如同的响应。充分利用探测器的角响应函数关
图2所示,NaI(T1)圆柱状晶体探测器对其系,可以使人工核素小面源的刻度实验达到事
四周入射的y射线具有特定的角响应函数关半功倍的效果
系:对于能量一定的y射线而言,人射角相同
由于NaI(T)圆柱体对于不同方位角的