核科学技术新进展

1、 2、2粒子发射率标准装置主要技术指标一 快充式多丝正比计数器的硬件组成二 多丝正比室的制作三汇报目录CONTENTS 多丝正比室测量性能四 结论五一、 2、2粒子发射率标准装置主要技术指标粒子发射率标准装置主要技术指标 探测效率:对粒子: 95%； 对粒子(最大能量0.15MeV) : 90%。 本底计数率: 0.05/min cm2； 0.5/min-cm2。 测量重复性: 2% (计数率104)。 稳定性: 1.5% (48h)。 表面发射率测量范围: : (102106) 粒子/2 sr*min； : (103106) 粒子/2 sr*min。 表面发射率测量结果的扩展不确定度: 4%

2、 (k=2)二 、快充式多丝正比计数器的硬件组成 快充式多丝正比计数器硬件釆集系统由计数采集箱计数采集箱、流气控制箱流气控制箱和上位机上位机组成。 其中多丝正比室用来放置被测样品； 计数采集箱用来对信号进行放大、觀别和计数； 正比室内反应气体的抽气放气由流气控制箱控制； 上位机可对整个仪器进行控制，对数据进行读取、分析和保存。二 、快充式多丝正比计数器的硬件组成三 、多丝正比室的制作 多丝正比室的阳极是有一排平行等距离平行等距离的极细的金属丝组成,固定在绝缘框架上，安置在两个阴极平面之间。上方的阴极平面是由金属板组成，而下层的金属平面则是由金属丝绕制而成。气体入口和气体出口用于气体的送入和流通

3、,气体电离被限制在密封室内，放射性样品通过送样抽屉送入多丝正比室。在工作时阳极丝和阴极之间加直流高压，阳极丝与电子电路相连，脉冲信号从阳极丝上取出后,经过放大、甄别、整形后送入单片机进行处理。三 、多丝正比室的制作 (1)活性测样面积：1521cm2； (2)多丝室体积：39cm长x39cm宽x7cm高； (3)阴极平面组成：100um不锈钢丝丝状平面，间距1cm (4)阳极丝组成：半径为10um日本产渡金钨丝5根； (5)电源：市电 220 V 50 Hz；(6)流气速度：0200sccm； (7)多丝正比室框架：环氧树脂纤维板；(8)密封室：铝制，无窗四 、多丝正比室测量性能 (1)气体放

4、大倍数 气体放大倍数，即输出脉冲的幅度。 多丝正比计数器和正比计数器同样工作在正比区正比区，带电粒子在多丝正比室中引起工作气体电离，产生初级电离生成初级离子对。初级离子对在电场的作用下，会继续产生次级电离，大部分的次级电离的贡献是由于阳极丝附近的雪崩效应。对于每对于每次电离，次级离子对的数目是初级粒子对的固定倍数，这个倍次电离，次级离子对的数目是初级粒子对的固定倍数，这个倍数就是气体放大倍数。数就是气体放大倍数。影响气体放大倍数的因素主要有阳极丝的粗细，气体成分，和工作高压。四 、多丝正比室测量性能 (2)计数率坪曲线 计数率坪曲线一般是指计数率一高压坪曲线计数率一高压坪曲线,即其计数率与高压

5、的关系曲线。对于一台性能正常的多丝正比室,改变仪器的工作高压时,计数会出现一个坪区,故称之为坪曲线。 由于脉冲的幅度是由高压升高而变化的,所谓的坪区其实是指计数率基本保持不变,一般有一定的斜率。能观察到明显坪曲线是室正常工作的一项必须的指标，在坪区仪器的计数率不容易受工作电压的摆动产生较大的影响，仪器的工作电压一般选取在坪曲线中间的位置。一般我们希望坪的长度足够长，因为坪的位置影响工作电压的选择，我们希望坪的位置靠前因此工作电压能较低。四 、多丝正比室测量性能 (3)时间分辨能力 多丝正比计数器的时间分辨能力是指两个脉冲区别开的最两个脉冲区别开的最小时间间隔小时间间隔。时间分辨能力直接影响对高

6、发射率的放射源的计数。 时间分辨能力主要由两部分构成，一是多丝正比室探测到一个粒子后，一直到能探测到下一个粒子的间隔时间也就是多丝正比室的死时间。影响这部分时间的因素主要有气体的选择，室的工艺，工作高压和入射粒子的类型。第二部分是电子学电路处理的时间。四 、多丝正比室测量性能 (4)探测效率 探测效率是指在多丝正比室中发射的粒子能被探测到旳几率。在理想条件下，多丝正比计数器的探测效率接近100%，但受诸多因素的影响，比如对于高发射率的平面源测量，如果时间分辨能力差容易产生漏计数造成计数率低，放大倍数不够容易受到噪声干扰。 (5)空间分辨能力 空间分辨能力是指把入射粒子的空间位置分辨开的能力，也

7、就是把入射粒子位置分辨的最小距离。四 、多丝正比室测量性能 (6)能量分辨能力 能量分辨能力是指探测到的脉冲幅度反应入射粒子能量的能力探测到的脉冲幅度反应入射粒子能量的能力，即分辨不同能量的入射粒子最小能量差别的能力。因为正比计数器收集到的初级和次级粒子对正比于粒子产生的初级离子对，脉冲幅度能反应入射粒子能量的大小。但由于多丝正比室的性质和对时间分辨能力的要求会限制能量分辨能力，多丝正比室的能量分辨能力并不理想。五、结论 2、2粒子发射标准装置：对于表面发射率范围在(102106)粒子/2 sr*min的放射性标准源测量，探测效率为99.3%，测量的重复性为0.3%，54小时稳定性为1.4%。

8、对于表面发射率范围在(103106)粒子/2 sr*min的放射性标准源测量，探测效率为99.9%，测量重复性为0.3%，54小时的稳定性为0.9%。系统各项性能好，满足技术指标要求。参考文献1任家富,林业等.多丝正比计数器的技术改造J.核电子学与探测技术,2012,32(11):1317-1319.2林业.快充式多丝正比计数器的研制D.成都:成都理工大学,2013.3方金土.基于单片机控制的、标准装置测量道设计J.核电子学与探测技术,2014,34(4):526-530.4刘丽艳,程晓龙,周剑良等.圆柱形涂硼正比计数管的性能参数研究J.核电子学与探测技术,2014,34(3):405-4085张伟华,王志强,肖雪夫等.组织等效正比计数器结构优化设计J.原子能科学与技术，2014,48(5):930-9336姜志刚,王和义,袁永刚等.基于Benjamin结果的球形组织等效正比计数器气体放大倍数的模拟与实验研究J.核技术,2015,38(8):0802031-0802036.7WANG Xiao-Hu, CHEN Xi