[發明專利]一種放射性核素的活化率測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710936662.3
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107797134B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 夏子恒;師全林;解峰;李雪松;凡金龍
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01T1/16
• 分類號: G01T1/16
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明涉及一種放射性核素的活化率測量裝置及方法，該裝置包括阱型HPGe探測器、用于吸收低能γ、X射線的吸收體以及測量源盛裝容器；所述吸收體位于阱型HPGe探測器的阱內，測量源盛裝容器位于吸收體內腔內，測量源溶液位于測量源盛裝容器內；所述吸收體、測量源盛裝容器均為圓形筒體，該裝置的活化率測量方法主要步驟是：1)利用N中核素制備效率標定溶液；2)測量效率標定溶液的探測效率或γ射線能量；3)獲取待測X核素的γ射線能量以及γ射線的探測效率；4)計算待測X溶液的活度；5)通過活度計算活化率；該發明利用衰變綱圖簡單且已知活度的多種核素效率標定溶液，實現了對衰變綱圖復雜的目標核素活度的準確測量。

技術領域

本發明涉及核技術領域γ射線測量技術，具體涉及阱型HPGe探測器的測量方法技術。

背景技術

γ射線的強度常使用NaI(Ti)、Ge(Li)及HPGe探測器來測量，其中HPGe探測器因為具有良好的能量分辨率而倍受歡迎。使用同軸 HPGe探測器測量放射性核素的γ射線時，為忽略測量γ射線時可能產生的級聯符合相加效應，往往將測量源放置于探測器表面以上25cm位置處，此時由于測量源位置較高、測量立體角較小，使得探測效率很低。

阱型HPGe探測器由于測量源位于晶體阱內，測量立體角較大，因此探測效率也較高。然而提高探測效率的同時也會帶來較強的級聯符合相加效應，使得待測γ射線強度的測量值與真實值存在較大偏差，因此阱型HPGe探測器一般情況下只能準確測量衰變綱圖極為簡單(衰變子體僅有一條激發態能級)的β^-衰變核素的γ射線，如¹³⁷Cs (662keV)。

若仍想使用阱型HPGe探測器測量衰變綱圖較為復雜的放射性核素，則需提前生產出大量較純的該放射性核素樣品，使用其他絕對測量活度的方法測定該核素樣品的比活度，再用已知比活度的該核素樣品溶液對阱型HPGe探測器的探測效率進行標定，此為該核素的刻度系數，這樣就可以根據該刻度系數使用阱型HPGe探測器測量該核素的其他樣品的活度了。實際工作中往往無法制備大量較純的目標核素，或制備目標核素的成本過高；有時即便生產并刻度得到了目標核素的刻度系數，也只能用于目標核素的活度定量，無法較為準確的測量其γ射線的發射幾率等其他參數。因此，該種方法存在較多不足。

[1]J.Eberth,J.Simpson,From Ge(Li)detectors to gamma-ray trackingarrays–50years of gamma spectroscopy with germanium detectors[J].Progress inParticle and Nuclear Physics 60(2008)283–337.

(Ge(Li)、HPGe探測器的性能指標等)

[2]American National Standard for Calibration and Use of GermaniumSpectrometers for the Measurement of Gamma-Ray Emission Rates ofRadionuclides,ANSI N42.14-1999(Revision of ANSI N42.14-1991).

(HPGe測量標準、級聯相加效應)

[3]古當長,《放射性核素活度測量的方法和技術》,科學出版社,1994-12.

(HPGe效率刻度方法)

發明內容

為解決背景技術中的問題，本發明提供了一種放射性核素的活化率測量裝置及方法，其利用衰變綱圖簡單且已知活度的多種核素效率標定溶液，實現了對衰變綱圖復雜的目標核素活度的準確測量。

另一方面，本發明還實現了目標核素生產過程中，相應的反應活化率的準確測量。

本發明的具體技術方案是：