基于蒙特卡罗方法的NaI探测器效率刻度及其测量轫致辐射实验-论文.pdf

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1、物理学报ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．18(2014)180702基于蒙特卡罗方法的NaI探测器效率刻度及其测量轫致辐射实验黄建微)王乃彦1)2)3)4)t1)(北京师范大学核科学与技术学院，北京100875)2)(中国原子能科学研究院，北京102413)3)(北京师范大学射线束与材料改性教育部重点实验室，北京100875)4)(北京市辐射中心，北京100875)(2014年5月22日收到；2014年5月26日收到修改稿)为了将NaI探测器更好地应用到轫致辐射谱测量工作中，对一套NaI探测器做了研究：利用37Cs，。。Co等同位素Y源，结合蒙特卡罗方法，得到全能峰效率的模拟值

2、与实验测量值符合得较好；利用蒙特卡罗N粒子编码模拟NaI对不同能量光子的响应，得到了该探测器对光子的能量响应，并将获得的能量响应用于轫致辐射的解谱工作，解谱结果与原始谱符合得很好；将该探测器应用到强流电子束打靶轫致辐射测量实验中，对轫致辐射在NaI探测器中的响应做了初步测量．关键词：效率刻度，碘化钠谱仪，蒙特卡罗N粒子编码，能量响应矩阵PACS：07．85．Nc，29．30．Kv，29．40．Mc，82．80．EjDOI：10．7498／aps．63．180702本文将Nal探测器应用到轫致辐射谱测量实1引言验中，根据实验要求，对一套NaI探测器做了效率刻度；并结合蒙特卡罗N粒子编码(Mon

3、teCarloN高能电子束打靶产生轫致辐射x射线是辐照particletransportcode，MCNP)模拟光子在NaI加速器未来发展的一个重要方向，在今后10—20晶体中的输运过程，得到该探测器对光子的探测效年中将逐步取代放射源(如60Co，3Cs等)成为辐率和能量响应，并将该能量响应应用到能谱解卷照加工的主要手段．此时电子的标称能量已经不能积过程中，得到了较好的结果；将该探测器应用到完全地反映x射线的全部性质所以对高能强流6MeV强流电子束打靶轫致辐射测量实验中，对轫电子束打靶产生轫致辐射的测量以及解谱研究，一致辐射做了初步的实验测量．本文可为Nal探测器直是该研究领域内的一个重要课

4、题[2】．NaI探测器在轫致辐射谱测量的应用提供借鉴．在核物理实验领域内得到广泛应用，因此利用NaI探测器研究轫致辐射谱具有重要实际意义[3]．2刻度原理与方法对探测器测量得到的谱解卷积，可以得到入射谱探测效率是该过程中的一个非常重要的参在产生轫致辐射的过程中，电子加速器的功率数，因此对NaI探测器进行效率刻度是必要的【5J_高，产生的x射线强度高，在测量轫致辐射时，探测对于一台NaI探测器来说，由于实验条件的复杂性，器与靶的距离会比较远[6]’此时入射到探测器的光其探测效率要根据具体实验条件来确定．子束可以近似地认为是平行光束．而使用同位素十通讯作者．E—mail：wangny@bnu．e

5、du．cn@2014中国物理学会ChinesePhysicalSocietyttp：／／wulixb．iphy．nc．c扎180702．1物理学报ActaPhys．Sin。Vo1．63，No．18(2014)180702谱(c，g)与实验测量谱(a，b，e，f)的康普顿平台在数中，由于环境引起的各种各样的计数集中在NaI低能端均存在不同程度的“畸变”【8】1将b，f与a，e探测谱的低能部分中，而这些计数并不是我们希望比较可知，在NaI探头四周做5cm的铅屏蔽，可以的．为了更好地进行实验与模拟结果的比较，在对明显地降低在低能端的“畸变”；将根据实验条件构NaI测量得到的脉冲幅度分布谱进行计数时

6、，取能建的模型中的响应谱e，g和在5cm铅屏蔽情况下量下阈甄=150keV，相应地，模拟谱的全谱计数，的响应谱b，f进行比较，可以看出，利用MCNP模也取到能量下阈Et=150keV．从表2中可以看到，拟得到的响应谱在康普顿平台低能端要低于实验实验得到的NaI对1，射线的响应与模拟所得的全能测量谱，间接地表明蒙特卡罗方法并不能完全地描峰效率是一致的．述实验环境的复杂性所引起的散射影响．表2不同条件下的探测效率比较表1不同能量的1，射线在Nal探测器上的FWHM核素fi~~／MeVFWHM／MeV分辨率／％相关度R。对图2中的谱进行效率分析，从入射本征效率Ein、入射本征峰效率￡i和峰总比叩三

7、个指标考察，分别示于表2．其中全能峰计数是在全能峰位置扣除掉康普顿平台成分之后，对左右各取值到计数N=Nmax×5％的能量区间内求和得到，即入射注：1表示未屏蔽时NaI对1，射线的探测谱；2表示存在5cm铅屏蔽时NaI对1，射线的探测谱；3表示根据实验条件构建模本征峰效率￡i。；全谱计数则是对能量高于阈值的型时MCNP模拟的NaI对1，射线的响应谱；4未考虑NaI周所有计数进行求和，即入射本征效率E在全谱计围