[发明专利]基于点源效率函数的氙气源虚拟点源刻度装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于辐射探测技术，具体涉及探测器点源效率函数刻度技术及放射源的虚拟点源技术。

背景技术

测量氙气体通常采用平面HPGeγ能谱法。HPGeγ能谱法则由氙同位素特征γ射线确定活度，此法设备简单，能量分辨率高，被各国核素实验室广泛使用，而HPGeγ能谱法的关键是确定探测器对氙气放射源的探测效率。

中国发明专利201310617130.5一种刻度氙气样品HPGe探测效率的方法及装置和201310294436.1面源自动模拟刻度气体源探测效率方法及装置系统，主要使用面源刻度放射性氙气体体源效率，使用面源的缺点是其直径必须和要模拟的气体源直径一致，且只能模拟固定形状的气体体源例如圆柱形气体体源，同时制作面源其均匀性要求也较高，制作成本较高。

中国发明专利201410264382.9采用虚拟源模拟刻度探测器探测效率的方法及装置，提出了虚拟点源和虚拟面源刻度放射性氙气体体源的理论，但是没有很好地解决虚拟源位置的确定方法。该专利主要通过制作标准气体体源和蒙卡模拟来找到虚拟源位置，制作标准放射性气体体源成本很高，使用寿命也很短，蒙卡模拟由于计算参数无法保障导致计算误差较大，且它不能替代日常的效率刻度工作。

发明内容

本发明目的是提出一种基于点源效率函数的放射性氙气体的虚拟点源刻度方法，其实现了无源效率刻度，减少了工作环节和购源费用。

本发明的技术解决方案是：

一种基于点源效率函数的氙气源虚拟点源刻度装置，其特殊之处是：包括放射性氙气体体源1、标准混合点源2、探测器3；所述放射性氙气体体源1位于探测器3的正上方不同高度；所述标准混合点源2位于探测器3的正上方相应高度；所述标准混合点源2发射射线能量必须覆盖或接近放射性氙气体体源1发射射线能量。

上述放射性氙气体体源1包括5个Φ75mm聚乙烯样品盒，高度分别为P＝5、10、15、20、25mm；所述样品盒半径上从中心到边缘六等分；若样品盒为空，则有3.0mm的吸收层，若样品盒内有氙气体，则样品盒底为1.14mm厚的碳纤维。

所用标准混合点源包含的核素为²⁴¹Am(589.2Bq)、¹³⁷Cs(469.7Bq)和⁶⁰Co(360.1Bq)。

上述探测器3为超低本底HPGeγ谱仪系统。

一种基于点源效率函数的氙气体虚拟点源刻度方法，包括以下步骤：

1】获取r＝0时点源探测效率与其高度的拟合函数：

将标准混合点源2置于探测器上表面对称中心轴上不同位置，获取其探测效率，得到r＝0时点源探测效率与其高度的拟合函数：

ε_p(E_γ,r＝0,h)＝(a₃h²+a₄h+a₅)^-1               (1)

式中，a₃、a₄、a₅由r＝0时的点源峰效率实验值和高度根据最小二乘法拟合得到；

2】获取放射性氙气体体源1的探测效率ε_v的点源效率函数的积分值

设放射性氙气体体源1的样品体积为V，高度为H，半径为R，则能量为E_γ的γ射线峰探测效率ε_V(E_γ，H)为体积元的γ峰效率ε_p(E_γ，r，h)的积分：