[其他]高能量γ射線刻度源裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86204889
• 申請日: 1986-07-04
• 公開（公告）號: CN86204889U
• 公開（公告）日: 1987-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉宗垣;李景文;躍鋼;施德棠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 核工業(yè)部專利法律事務(wù)所
• 代理人: 吳景夏

本實用新型屬于一種簡便的用于刻度γ射線探測器的高能量γ射線源裝置。

通常刻度γ射線探測器的單能γ放射源的能量都在3MeV以下，要刻度高能量條件下的探測器的性能，就需在加速器或反應(yīng)堆上利用核反應(yīng)的方法來得到適用的γ射線源。但是，在加速器上能得到的單色γ射線能量是很有限的；在反應(yīng)堆上用熱中子俘獲可產(chǎn)生各種能量的γ射線［參見雅列瑟克（Jarizyk）等的″能量高至11MeV反應(yīng)堆高強度分列γ射線源″（The????Nuclear????Reactor????as????A????High????Intensity????Source????For????Dis－crete????Gamma????Rays????up????to????11MeV），Nucl.Instr.and????Meth.13（1961）287和李景文等的″高強度單色γ射線源裝置″《原子核物理》6（1984）15］。但是由于周圍本底大，給使用帶來很大困難，并因有賴于反應(yīng)堆而顯得很不方便。

本實用新型目的是公開一種簡便的用Am－Be之類的放射性中子源產(chǎn)生5～10MeV能量范圍的單色γ射線源裝置。

利用Am－Be中子源產(chǎn)生γ射線的基本原理是通過中子與原子核的（n，γ）反應(yīng)發(fā)射特征單色γ射線，其能量在5～10MeV之間。Am－Be中子源通過（a，n）反應(yīng)后主要發(fā)射4.43MeV的γ射線，發(fā)射高能量γ射線的幾率很小。²⁴¹Am本身發(fā)射的γ射線的能量都在1MeV以下，因此Am－Be中子源本身發(fā)射的γ射線不影響5MeV以上的γ射線的使用。通過（n，a）反應(yīng)也能獲得單色γ射線，但強度小。由于熱中子的俘獲截面遠遠大于其它能量的中子，若將Am－Be中子源發(fā)射的中子通過石蠟慢化，使熱中子俘獲成為主要的效應(yīng)，然后選擇合適的輻射體，則可得到適用的單色γ射線。

附圖1是高能量γ射線刻度源裝置示意圖。由圖可知，中子源［3］置于裝置的中心，選用γ射線本底較小的中子源，如Am－Be中子源或Pu－Be中子源。中子源［3］周圍是輻射體［4］，輻射體樣品如鐵、鎳或二氯化鎂，它們俘獲熱中子產(chǎn)生特征γ射線。中子源與輻射體之間是慢化層［1］。輻射體［4］四周和頂上放置石蠟或聚乙烯作為反射層［2］，用來反射熱中子，并能減小中子散射引起的本底。在靠近探測器的一側(cè)放置一塊鉍板作為過濾器［5］，以濾除低能量γ射線。圖中［6］為γ射線探測器。

實施例1：中子源［3］為Am－Be中子源，源強為10⁵n／s，慢化層［1］是1cm厚的石蠟，輻射體［4］是2cm厚的鐵，反射層［2］是5cm厚的石蠟，過濾器［5］是1cm厚的鉍板。

為測試γ射線的性能，使用φ45×45mm³的同軸Ge（Li）探測器，它對⁶⁰Co的1332keVγ射線的能量分辨為3.7keV。測量中使用的多道分析器的道寬約為10keV，對所得到的γ射線的能量使用1173，1332（⁶⁰Co），1461（天然⁴⁰K）和4430（Am－Be源本身）keV的γ源進行能量粗刻，再由核能級定出準(zhǔn)確能量值。為減少低能γ射線的堆疊，在Ge（Li）探頭的外面罩以厚為5mm的鉛和3mm厚的鐵組成的″帽子″，外加一層厚約5mm的由碳化硼和環(huán)氧樹脂混合而形成的凝固體作為對中子的防護體。

圖2是記錄5小時后得到的γ射線譜，圖形右邊是7640keV的三根譜線，圖中P，S，D分別表示全能峰，逃逸峰和雙逃逸峰。圖2的左邊是Am－Be源本身發(fā)射的4.43MeV的三條射線，它們的半寬度約為80keV，這樣大的寬度估計主要來源于碳核發(fā)射中子的反沖效應(yīng)，這條γ射線的強度約為7640keVγ射線的20倍。與此同時，在能量更低處，還有一條由氫核俘獲中子形成氘核而發(fā)射出的2223keV的單能γ射線，這在測量中看得十分清楚，它的能量分辨小于多道道寬（10keV）。

用探測效率已知的NaI（T1）閃爍探測器粗略估計7631和7645KeV這兩條射線的總強度為5×10²光子／秒。

實施例2：實施條件與實施例1基本相同，唯一不同點是將鐵輻射體換成8mm厚的鎳板。圖3是測量2小時得到譜形的高能部分，鎳俘獲熱中子以后產(chǎn)生γ射線中強度最大（8998keV）的一條γ射線。它占高能γ射線總數(shù)的40％。根據(jù)有關(guān)資料［Nucl.Data????3A（1967）367］得知，每俘獲100個中子該射線的數(shù)目為26。圖中7640keV是周圍含鐵材料引起的本底。