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期刊信息/Journal information
核电子学与探测技术
核电子学与探测技术

李卫国

月刊

0258-0934

lw261@sina.com

010-67828075/8280

100176

北京市经济技术开发区宏达南路3号

核电子学与探测技术/Journal Nuclear Electronics & Detection TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。刊登核仪器、核电子学、核探测器与测试技术方面的研究成果和论文。读者对象为核电子学、核探测技术方面的研究人员及大专院校师生。
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    超导回旋质子治疗系统FLASH照射模式下的辐射屏蔽安全评估

    高楠陆一鸣顾先宝王远远...
    963-973页
    查看更多>>摘要：质子FLASH放疗作为新型放射技术可以更好地保护肿瘤患者的健康器官,并提高治疗效率.然而,其照射过程中伴随的超高质子流强可能成为辐射安全的隐患,展开相关临床研究前,须针对质子FLASH辐射安全进行必要的测量和评估.本研究以超导回旋质子治疗系统的旋转治疗室为研究实例,分别搭建穿透式和布拉格峰式质子FLASH放疗场景下,根据治疗室的布局和质子束流的方向,选取屏蔽体外若干关注点进行辐射场测量.考虑到FLASH放疗的照射时间短、剂量大,难以准确测量,本研究适量降低机头流强,延长出束时间,使用辐射探测器对各关注点位的中子和X/γ剂量率进行实测.同时探索并验证周围剂量当量率和治疗机头质子流强的线性关系,根据中子和X/γ剂量率实际测量结果进行计算和分析,以评估临床FLASH照射模式下关注点位的年有效剂量数值.分析结果表明,在保持现有屏蔽条件的旋转治疗室进行FLASH试验时,在高流强出束时间可控情况下,屏蔽体外工作人员的累积有效受照剂量是可接受的.

    FLASH质子治疗辐射屏蔽

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    可移动式整体γ扫描废物桶测量装置研制

    王燕伶王祥丽柏磊邵婕文...
    974-978页
    查看更多>>摘要：针对核设施退役产生的中、低放废物桶的测量需求,设计、构建了可移动式整体γ射线扫描测量系统.该测量系统以方舱模式构建,能够实现不同场所中废物桶的检测,且能够在 10 min测量时间内快速分析得出结果,测量结果的偏差小于 30%.某退役核设施实际应用的废物桶检测结果表明,该测量系统对于中低放的废物桶可进行有效测量,能够满足应用要求.

    整体γ扫描技术废物桶退役核设施

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    核电厂硼表快速标定方法研究

    踪训成舒文付国恩王璨辉...
    979-983页
    查看更多>>摘要：为缩短硼表标定试验时间,提高硼表的在线可用效率,减少标定操作人员受照剂量,探讨了一种快速标定方法,依据硼表测量量程和理论计算分析,选取四个标定点,通过标定试验获取四组标定数据(n,P),分组组合建立三元一次方程组,计算获取标定系数.采用该快速标定方法,在核电厂硼表标定测试期间进行了推算研究,在不同硼表设备上进行了实验验证,获取的试验数据满足硼表测量的误差要求.快速标定时间约需 5h,相较目前常规标定时间,可省时65%以上,即使硼表监测运行期间发生故障不可用,经快速标定后,硼表亦可投入正常监测运行,提高了核电厂一回路硼浓度实时在线监测效率,降低了核电厂因硼浓度意外稀释引入正反应性事故的概率,一定程度上保障了核电厂运行安全和硼表标定操作人员受照剂量安全.

    硼表快速标定硼浓度

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    MC-ICP-MS法测量铀同位素丰度UH峰校正方法研究

    谢卫华靳姗陈禄敏许杰...
    984-989页
    查看更多>>摘要：由于多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)法具有基体耐受性强、精密度高和仪器测量快速的优点,使得采用MC-ICP-MS法分析铀同位素丰度的应用越来越广泛.但是,在MC-ICP-MS法测量铀同位素丰度的分析中,水溶液进样会产生UH多原子离子,而伴随235 U+产生的极微量235 UH+,在质荷比(m/Z)为 236 处与236U+形成质量双峰,这对于小丰度236 U的准确测量会产生干扰,影响236 U丰度测量的准确性.本文建立了针对小丰度236 U准确测定的UH校正方法,采用该校正方法测量铀同位素丰度,n(236 U)/n(235 U)丰度比测定下限为 4×10－6,测量n(236 U)/n(235 U)丰度比为2.20×10－5的样品时,相对传统热电离质谱法(TIMS)误差小于 3×10－6,相对标准偏差小于 4%.

    236U同位素丰度比UH峰校正

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    基于GEANT4蒙特卡罗算法的闪烁体探测器建模与优化

    黄裕雯
    990-998页
    查看更多>>摘要：核设施工作场所的辐射场中往往同时存在β射线和γ射线,现有的成熟设备几乎无法同时测量混合场中的β和γ能谱,采用传统二次测量方法误差较大.针对β-γ混合场中射线互相干扰的难题,本文基于GEANT4 对叠层闪烁体探测器建立蒙特卡罗模型,仿真模拟β和γ粒子在探测器中的能量沉积,研究双层和三层结构叠层闪烁体探测器中β粒子和γ光子的最优判别方案,以及不同的结构和材料对探测器甄别性能的影响.模拟结果显示,加入薄层塑料闪烁体后,三层结构的闪烁体探测器对γ粒子的误甄别率显著低于双层结构,最后比较 4 种不同材料的闪烁体组合对甄别性能的影响,仿真结果显示第二层采用BC444 材料的甄别性能最优.

    GEANT4蒙特卡罗叠层闪烁体探测器β-γ混合场

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    基于SiPM读出的阵列式机载核辐射探测系统设计与实现

    涂雄自吴明江桂福浩杨小峰...
    999-1007页
    查看更多>>摘要：本文基于最新的探测器材料、半导体光电转换器件和高性能微处理器,开展了新一代机载伽马能谱仪研究.研发一种SiPM阵列式机载核辐射探测系统,设计与之配套的能谱读出电路单元.硬件设计主要由SiPM溴化铈伽马能谱采集器和阵列式机载核辐射探测载荷组成,其中SiPM数字多道伽马能谱采集器是伽马能谱仪的核心部件,将 SiPM 读出电路、前置放大、程控增益、高速 ADC 转换、FPGA&ARM控制、供电及TCP/IP协议转换等功能集成为一体,实现了高度集成与数字控制的功能.测试表明:SiPM溴化铈伽玛能谱采集器能量分辨率优于 4.2%(137 Cs@662 keV),以此设计的阵列式机载核辐射探测系统重量轻、分辨率高,能够实现放射源识别与搜索.同时该系统可搭载于平台开放的小型无人机平台上,将能谱信息与北斗地理信息、时间信息等数据实现同步,完成平台对接,可应用于核电站监测、环境保护、反恐应急等场景,具有广泛的应用价值.

    核辐射探测SiPM数字多道北斗定位

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    基于改进谐波均值滤波的热中子图像降噪算法研究

    李帅孟献才洪兵刘源煜...
    1008-1014页
    查看更多>>摘要：在热中子成像过程中,由于n/γ射线辐射、热噪声等因素的影响,导致中子图像产生大量噪声等降质现象,不利于无损检测和后续的定量分析.根据热中子成像的噪声特点,提出了一种改进的谐波均值滤波算法,用于热中子图像噪声去除.实验结果表明,该算法能有效去除热中子图像中的大尺寸白斑噪声,同时保留图像边缘信息,可为热中子成像图像的后续处理提供参考.

    热中子成像谐波均值滤波盲图像质量评价

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    芯片化继电保护装置中SoC配置存储器失效评估

    余昊周华良苏战涛邹志杨...
    1015-1025页
    查看更多>>摘要：随着先进工艺SoC在继电保护领域越来越受重视,一些此前在该领域中未曾考虑过的问题亦引起研究人员的注意,如环境中高能粒子入射或者芯片封装中α粒子发射导致的先进工艺SoC单粒子效应问题.相较于传统继电保护系统,具有更高集成度、更强大运算能力和更小体积的SoC芯片化继电保护装置,在就地保护和分散式保护需求较高的线路中更具优势.虽然近年来基于ZYNQ SoC的芯片化继电保护装置快速推进,但已有研究和应用中均未考虑芯片化继电保护装置中ZYNQ SoC配置存储器的失效及加固处理问题,尤其是配置存储器单粒子效应可能导致继电保护装置功能失效,无法达到保护的目的.本文以一款可用于芯片化继电保护装置的ZYNQ SoC为研究对象,采用软件故障注入的形式(分别基于SEM IP核和DPR两种方式进行了软件故障注入)评估了系统配置存储器发生单粒子效应时的可靠性.同时,结合失效模式与效应分析方法对两者的故障注入结果进行了对比、分析,指出针对芯片化继电保护装置中ZYNQ SoC配置存储器,采用DPR的设计比采用SEM IP核的设计失效程度更低.

    片上系统继电保护单粒子效应配置存储器故障注入失效模式与效应分析

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    基于探测晶体中138 La本征复合峰的海水γ能谱稳谱方法

    王震涛王海军张凯桑文娟...
    1026-1033页
    查看更多>>摘要：针对海水就地γ能谱测量中存在的谱漂问题,采用溴化镧探测器晶体内固有的138 La所发射的特征能量X/γ射线,在能谱上形成复合峰,通过计数系统控制复合峰的漂移实现全谱的稳峰,通过解决快速寻峰、确定复合峰净计数率和复合峰半高宽以及微电压控制等关键问题,建立基于138 La本征复合峰的稳谱技术,解决了水下γ能谱探测器入水后因温度骤降所致的特征峰漂移问题,并成功用于研制海水就地γ能谱测量系统.

    水下γ能谱溴化镧温度效应谱漂稳谱

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    高密度高载钆闪烁玻璃的闪烁性能和中子探测性能研究

    殷生华胡鹏蔡华陈丹平...
    1034-1042页
    查看更多>>摘要：闪烁玻璃可以通过改变玻璃基质成分和掺杂元素来调整其闪烁性能以及理化性质,是一种可适应多种应用场景的多功能闪烁材料.闪烁玻璃具有制备工艺相对简单,成本较低,成型加工性能优良、易于大批量生产和规模化生产等优点,在核辐射探测和高能物理实验中展现了巨大的应用潜力.为了研制满足核辐射探测以及高能物理实验需求的高性能闪烁玻璃材料(即高密度、较高光产额和快衰减),中国科学院高能物理研究所于 2021 年联合国内多家生产制备闪烁玻璃的高校、科研院所和核探测器研发企业,成立了闪烁玻璃研发合作组,推动高性能闪烁玻璃的研发和应用.本文基于闪烁玻璃合作组近期研发的高密度的高载钆含量的闪烁玻璃样品,探究了其闪烁性能,同时也研究了其对中子的响应,对高载钆闪烁玻璃在核辐射探测,特别是中子探测中的应用进行了初步的探索.研究表明本文测试的玻璃样品的密度能达到 6 g/cm3,光产额大于 1 000 ph/MeV,且衰减时间接近 400 ns.另外玻璃样品能够探测到中子信号,但目前还无法实现有效的中子和伽马事例甄别.

    闪烁玻璃高Gd含量闪烁性能中子探测

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