- 邓桂华;李沛玉;张昀昱;智宇;张俊伟;孙鹏飞;宋金兴;周静;庄晓;赵明锐;贾世海;吝守龙;卢志永;靳尚泰;许天驹;王浩祯;蒋涛;郭佳承;陈雷;胡守扬;李笑梅;
时间投影室(Time Projection Chamber,TPC)可以同时测量时间和位置信息,光刻一体化微结构探测器作为其读出探测器具有抗干扰性强、均匀性好、透过率高的特性。为了寻找探测器最佳的工作条件,使用~(55)Fe豁免源测试了实验室研制的流气型光刻一体化微结构探测器在不同Ar和CO_2比例下的增益、能量分辨率以及在最优气体比例下的均匀性。根据测试结果,探测器在85%Ar和15%CO_2混合气体下增益达到最大,超过10~4,增益均匀性为3.26%,达到目前国际上光刻微结构探测器同等水平。对雪崩区厚度分别为100μm、160μm和220μm的3种光刻一体化微结构探测器增益及其均匀性进行比较,雪崩区厚度为160μm的探测器是更优的选择。研制了密闭型微结构探测器,通过测试证明,可以在常温常压下正常工作21天以上。闭气模式下探测器的增益与温度呈负相关,与流气模式下相反,两种模式下的能量分辨在短期内都不受小范围温度变化影响。
2024年04期 v.44;No.305 595-602页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K] [下载次数：49 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨晓宇;焦岩;卫晓峰;刘立业;曹勤剑;赵原;
CR-39固体径迹探测器因其材料的稳定性、良好的实用性等特点被广泛应用于氡的测量领域。针对现有的商用固体径迹探测器自动测读系统价格昂贵、维护成本及环境要求高的问题,本研究利用平板扫描仪设备,开展固体径迹形态学研究,通过建立基于径迹形态学参数的氡径迹识别法则,实现氡的高效、低成本测量。测量结果表明氡暴露量在500 kBq·h/m~3以下时,径迹密度-暴露量曲线呈现良好的线性关系。研究表明,基于平板扫描仪的氡测量方法有望实现氡的高效测量且该测读方法兼顾高效、低成本、环境适应性强的特点。
2024年04期 v.44;No.305 603-607页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 徐少一;李伟;廖凯锋;顾涛;李占华;王璨辉;李卫敏;袁子程;
γ剂量率辐射监测装置是核电厂内部以及周围环境中辐射监测的重要设备,可以实时监测工作场所内或工艺设备附近辐射场水平的变化,能够为辐射防护最优化和辐射安全评价提供依据。随着反应堆的小体积高安全性能的发展趋势,辐射监测方面也对小体积宽量程高可靠性的仪表提出必要需求。硅半导体探测器工作电压为低压,设备寿命长、性能稳定,比电离室或G-M计数管在γ剂量率监测方面更加有优势。本文研制的硅半导体辐射探测器及监测仪表主要由探测单元、就地处理显示单元和接线箱组成,具有体积小、宽量程等特点。本文主要介绍研制仪表的组成及探测单元设计并针对其核心性能辐射特性开展相关测试研究,评估了辐射特性结果,为实现此设备的工程应用奠定重要基础。
2024年04期 v.44;No.305 608-614页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 常芸芬;庞新良;殷昊;黄灵钟;
本文研究了高空核电磁脉冲的作用下线缆的耦合效应,采用了Agrawal模型传输线分析方法,对高空核电磁脉冲耦合效应下的感应电流和电压进行了解析求解,讨论了入射波电场位于入射波平面左侧和右侧这两种情况时负载端感应电流数值解析式的差异,并通过MATLAB软件仿真,分别分析了这两种情况下不同线缆负载、线缆长度、线缆高度对终端感应电流的影响。
2024年04期 v.44;No.305 615-621页 [查看摘要][在线阅读][下载 1090K] [下载次数：63 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭荣;梁润成;李国栋;郑智睿;孙丹;韩毅;郝焕锋;陈法国;闫学文;
抗辐照电机驱动器研发需要准确获取电桥电路金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)器件的总剂量效应失效阈值,电流-电压、电容-电压等离线测试方法,无法真实反映器件开关性能随累积剂量增加的连续变化过程。因此,针对MOSFET器件总剂量效应的在线测试需求,设计了基于高速信号采集及存储的通用化测试系统,具备被测样品驱动、高频信号采集、高速数据存储、数据模块管理等功能。利用典型商用MOSFET器件开展了总剂量效应测试,结果显示,当吸收剂量达598.08±41.54Gy(Si)时,样品采集方波波形开始出现异常,低电平电压升高至0.82 V,高电平电压始终正常;随着累积剂量的增大,低电平电压持续性升高至1.08 V,并进一步升高至1.24 V,但器件开关功能保持正常;当累积剂量达1 775.41±219.68 Gy(Si)时,采集波形跳变为2.93 V的直线,无方波信号输出,经判断MOSFET开关功能完全受损。
2024年04期 v.44;No.305 622-630页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭飞燕;屈国普;孙希磊;封佩宜;王承二;齐晓晖;
能量分辨率是闪烁体探测器的一个重要性能指标,特别是对于伽马能谱仪等伽马射线探测和识别领域。光收集是影响闪烁体探测器能量分辨率的一个重要因素,本工作利用Geant4工具包对闪烁体探测器中的光子传输进行了模拟,模拟了CsI(Na)晶体形状、表面处理和探测器的读出方式等对伽马射线探测器的光收集效率和光收集均匀性的影响。模拟结果表明,通过对圆柱、圆台、长方体和正方体等晶体形状的结果进行对比,圆台具有较高光收集效率和光收集均匀性;晶体表面研磨后具有更好的光收集特性;双面读出方式比单面读出方式的光收集性更高,能够提高10%～20%。为验证该模型的可靠性,搭建了实验平台进行实验验证工作,实验结果与蒙特卡罗模拟结果在2%范围内一致,该研究工作为优化伽马射线探测器以提高能量分辨率提供了关键设计依据。
2024年04期 v.44;No.305 631-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 楚淑清;谷端;顾强;
为优化高重频自由电子激光的性能,在第一级束团压缩器前引入一个常温射频腔,通过施加微小的啁啾到电子束上,实现对束团压缩逐束团控制。利用该常温射频腔,通过调整幅度以及相位的方法,对束团长度和束团到达时间等纵向参数进行快速反馈,从而确保束团品质。实验表明,本设计实现动态束团长度调控,对于未来自由电子激光设施的设计和运行具有借鉴意义。
2024年04期 v.44;No.305 641-647页 [查看摘要][在线阅读][下载 893K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郑洪龙;庹先国;杨剑波;李锐;苟睿;陈杰;符永东;冯昊筠;李宇浩;魏志恒;
采用了一种基于体素效率加权平均的核废物桶SGS效率数值计算方法,通过空间点源效率函数确定断层中体素的无衰减效率,计算体素发射的γ射线进入探测器过程中在桶内介质中的衰减长度,结合介质的线衰减系数确定体素的衰减效率,对断层中所有体素的衰减效率进行加权平均,实现断层的衰减效率计算。结果表明:桶内~(137)Cs核素的活度重建偏差为-32.53%～19.38%,实验验证了该效率数值计算方法的有效性和准确性。
2024年04期 v.44;No.305 648-653页 [查看摘要][在线阅读][下载 660K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 姚卫博;杜丹;何高魁;王超;
介绍了基于塑料闪烁体阵列的反中微子探测器数据获取系统的设计。针对目前实验室已经搭建的4×4、双端读出的塑料闪烁体阵列反中微子探测器,设计了一套完整的数据获取系统。触发固件功能基于CAEN V2495可编程逻辑单元(Programmable Logic Unit,PLU)实现,软件系统基于Qt平台搭建。该数据获取系统具有对前端电子学硬件参数的配置,数据获取并保存,并且具有完善的人机交互界面以及数据图像显示功能。
2024年04期 v.44;No.305 654-662页 [查看摘要][在线阅读][下载 970K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 彭敬;王磊;卢位;杜雨昆;李浩炫;孟娜;邹科峰;
为实现便携式核辐射成像场景下利用神经网络进行伽马射线定位的快速GPU计算,提出了一种基于CUDA的伽马射线定位计算方法。首先描述了伽马射线探测器模型、MURA成像系统和神经网络射线定位模型,然后对FCNN射线定位模型进行并行计算分析,在Jetson Xavier NX平台下实现了基于CUDA的伽马射线定位计算,并验证了该计算方法的准确性和对其计算效率进行对比分析。实验结果表明,对于10 000组事件数据,设计的基于CUDA的射线定位计算与CPU射线定位计算结果几乎一致,其实际计算耗时11.5 ms,约为CPU射线定位计算的加速比的364倍。
2024年04期 v.44;No.305 663-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 侯玉苗;赵修良;杨俊;贺三军;周超;屈国普;
气体探测器因其高倍增能力和分辨率预期可在碳离子测量领域发挥关键作用,工作气体的种类及比例是影响探测器灵敏度和精度的核心因素。本研究通过Geant4模拟碳离子入射不同工作气体的阻止能、射程及能量沉积率,并探讨了气体与碳离子之间的相互作用机制。结果表明:混合气体的阻止能介于纯惰性气体与猝灭气体之间,且随气体比例调整而变化;碳离子在三种混合气体中的射程有所不同;Ar-CF_4混合气体在大部分深度范围内呈现更高的能量沉积率,且总体上Ar-CO_2/CH_4/CF_4(60-40)混合气体比例为碳离子能量沉积效果提供了更优的条件。在相同气体比例下,能量沉积率随碳离子能量的增加呈先降低后升高的趋势。本研究成果揭示了不同工作气体及比例对碳离子探测性能的重要影响,并为碳离子测量应用中的气体选择提供了重要的理论依据。
2024年04期 v.44;No.305 673-679页 [查看摘要][在线阅读][下载 647K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 肖思敏;郭庐阵;李兴隆;骆志平;庞洪超;刘阳;吴建华;袁国军;黄晓鹏;
研制了一套高灵敏度气体氙放射性同位素探测装置,配合前端化学处理单元,实现对大气中的氙放射性同位素的自动监测。系统采用β-γ复合测量技术,降低了本底,并基于双高纯锗探测器(HPGe)和钝化离子注入平面硅气体探测盒(PIPSBOX),设计夹心式HPGe/PIPSBOX/HPGe探测器结构,提高了系统的探测效率。研究使用点源对HPGe探测器和PIPSBOX探测器能量、分辨率刻度,并使用体源结合Geant4模拟对探测器的探测效率进行刻度。最终预期对~(133)Xe核素的最小可检测活度浓度(MDC)约为0.178 mBq/m~3。
2024年04期 v.44;No.305 680-687页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李梦远;王政婷;何锦成;张小东;
伴随粒子成像技术(API)正逐渐成为探测爆炸物和毒品的重要工具。α探测器的位置分辨率和时间分辨率对成像系统的空间分辨能力起着关键作用,直接影响其性能。本文针对掺铈铝酸钇(YAP:Ce)闪烁体和H12700B位置灵敏光电倍增管组建的伴随α粒子探测器进行了位置分辨率和时间分辨率的性能研究:利用~(241) Am源和不同宽度的栅条获得α粒子探测器的位置分辨率;利用薄膜有机闪烁体构建的测量系统获得α粒子探测器的时间分辨率。测试结果显示,α粒子探测器X方向的位置分辨率要优于Y方向,位置分辨率最佳可以达到1 mm;α粒子探测器的最佳时间分辨率为452 ps。
2024年04期 v.44;No.305 688-693页 [查看摘要][在线阅读][下载 723K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 常茂远;刘翔;赵瑞;吴金杰;张笑;包俊霞;
针对辐射防护工作人员个人辐射剂量监测需求,设计了一种基于GM计数管的个人剂量仪。使用Altium Designer软件,设计了低压电路、高压电路、声光报警电路以及RTC时钟电路等,并完成样机的设计和研制。在X/γ射线辐射场中对研制的样机进行重复性、相对固有误差和能量响应的初步测量,测量结果为后续进一步优化该剂量仪提供了参考,以最终满足JJG 1009-2016技术规范的要求。该剂量仪具备瞬时剂量、累积剂量和脉冲计数显示以及报警阈值设置、声光振动报警等功能,在设计特点上突出便携式、低功耗和续航久的特点。
2024年04期 v.44;No.305 694-702页 [查看摘要][在线阅读][下载 928K] [下载次数：108 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 武梦龙;张家赫;王东昱;黄明;龚轲;彭文溪;
设计了基于VATA460.3专用集成芯片(ASIC)的多通道、低功耗带触发硅微条探测器读出系统,该系统实现了共32路粒子入射信息读出。测试结果表明:该系统各通道基线稳定,等效噪声水平均低于0.17 fC,动态范围可达90 fC。
2024年04期 v.44;No.305 703-710页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王志强;房映彤;王志恒;侯留东;秦永泉;李力;刘权卫;
后处理工艺料液中铀浓度和硝酸浓度都是过程控制的重要数据,采用取样分析的方式存在分析效率低、辐射剂量风险等问题,因此本文提出了一种将γ吸收法测量铀浓度与电磁感应法测量硝酸浓度相结合的设计方案,研制了γ吸收探头、电导探头、数据解析软件、数采控制模块等组成的铀酸联合实时监测仪,以配制的铀-硝酸溶液吸光度和电导率数据为基础数据,使用最小二乘法对基础数据进行二维数据拟合,建立铀浓度、硝酸浓度、吸光度和电导率之间的数学模型。仪器研制完成后对其进行了性能测试,结果表明在铀浓度:30～350 g/L、硝酸浓度:1～4 mol/L范围内,铀浓度测量相对误差为1.2%(FS),硝酸浓度测量相对误差为2.6%(FS),且仪器具有良好的安全性能和抗干扰能力。
2024年04期 v.44;No.305 711-720页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 许友龙;吴彦农;郑丽馨;杨光;
M5锆合金包壳是由法国法马通公司设计研发的,目前广泛应用于核电厂AFA-3G等系列的燃料组件。本文分析了国内外核电厂使用M5合金燃料包壳表面材料在堆内流致振动下脱落共性问题的研究现状,包括燃料组件外观检查情况、氧化膜厚度测量情况等,从而得出研究结论并提出合理建议。
2024年04期 v.44;No.305 721-729页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张笑;刘晓辉;汤显强;朱伟峰;吴金杰;赵瑞;李丹;包俊霞;常茂远;
为了解成都市地下商场空气氡浓度水平,使用FD216型环境氡测量仪,对分散在成都市区的10家地下商城进行了空气氡浓度调查,总计测量点61个。测量后对工作人员和顾客的年有效剂量进行估计,并与以往测量结果进行对比分析。测量结果表明:地下商场室内空气氡浓度的平均值为30.9 Bq/m~3,标准差为8.87 Bq/m_3,分布在18.2～53.1 Bq/m~3范围内,远低于国家标准限值400 Bq/m~3。室外平均空气氡浓度为22.0 Bq/m~3,低于室内平均空气氡浓度。商场工作人员年有效剂量平均值为0.527 mSv,低于国家标准限值1 mSv,顾客的年有效剂量更低。氡浓度测量值与以往测量值进行对比分析,成都市地下商场空气氡浓度均处于较低水平。
2024年04期 v.44;No.305 730-737页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵高昕;范斯军;孙继轶;常维;尹伟业;
介绍了碘吸附器的物理吸附、化学吸附和置换反应3种过滤机理。非放射性甲基碘CH_3~(127)I与放射性甲基碘CH_3~(131)I两种示踪剂在理化性质上一致,但在吸附机理上存在细微差别,设计实验探究CH_3~(127)I对碘吸附器的效率影响和进行核电厂碘吸附器定期效率实验的可行性,结合CH_3~(127)I相关检测方法与光电法优势分析确定下一步研究的方向。
2024年04期 v.44;No.305 738-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K] [下载次数：61 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 夏林路;谷颖;
核电厂多样性驱动系统(DAS)是当保护系统发生共因失效时,用于抵御核电厂发生的设计基准事件的系统,对DAS进行可靠性分析至关重要。针对马尔可夫方法的组合爆炸问题,本文提出了一种等效模块化的分析方法,能够将DAS的隐马尔可夫模型分解成若干的部分,并对这些复杂度相对低的部分进行定量分析,根据计算的结果将每个部分再等效为一个设备或模块,最后整合所有部分等效的设备来组成一个等效系统,构建该等效系统的马尔可夫模型,以替代原系统的马尔可夫模型进行定量分析。然后用于对核电厂DAS系统平台进行了定量计算,并采用动态可靠性框图法(DRBD)对结果进行验证,结果显示了其有效性。
2024年04期 v.44;No.305 744-753页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] [下载次数：156 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王健;
根据核电厂对核安全级PT100热电阻温度传感器测量的要求,设计了一种高可靠性的核安全级变送模块。创新采用了硬件模拟技术,相较于采用处理器和可编程逻辑控制器的变送模块,电路实现简单,稳定可靠。针对具体实现,完整阐述了电源电路、恒流源电路、电压测量电路、电压调理电路、曲线调节电路和V/I电路的设计,并对样品进行了核安全级设备鉴定试验。试验结果表明,设计稳定可靠,满足核电厂核安全级产品标准要求。
2024年04期 v.44;No.305 754-761页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙明哲;程乔乔;
针对第三代核电机组蒸汽发生器可能发生蒸汽泄漏的问题,设计了一种耐辐照蒸汽泄漏监测系统,可以实现对存在辐照的区域进行实时的蒸汽泄漏监测。测试结果表明,该设计能够实现1×10~4 Gy累计剂量,可以监测到150℃的高温蒸汽泄漏,丰富了核电厂蒸汽发生器的安全监测手段。
2024年04期 v.44;No.305 762-765页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 徐静;王南萍;
为了提升能谱分析软件的运算效率,同时确保在有限的硬件资源下实现算法的高效执行,将范德蒙德行列式和逆矩阵等线性代数理论应用于能量刻度、能量分辨率刻度和效率刻度等算法中。通过对算法进行深入且详尽的分析,验证了这些数学工具的应用显著提高了算法的执行效率,减少了能谱分析软件运行时对内存的占用。
2024年04期 v.44;No.305 766-770页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 宋荣志;高瀚君;
无源核子料位计利用粉煤灰自身的微量天然γ射线来检测灰斗或仓泵内的灰位,是一种新型的具有较高可靠性的非接触式料位计。探测点处的γ射线强度随粉煤灰灰位的变化规律是仪表设计、使用和标定的重要依据。首先从理论上推导出点状辐射体在吸收介质中某点的γ射线强度的计算公式,然后以此为基础,构建了粉煤灰辐射体在探测点处γ射线强度的一般化数值计算模型。在数值模型构建中,提出了更加高效的折半逼近法来计算介质对γ射线的吸收厚度。该模型的构建思想和方法适用于任意的辐射体形状和探测点位置,能够满足各种工况下的计算要求。通过与圆柱形辐射体在轴线上的准确的γ射线强度进行对比,证明了此模型的建模思路与方法是正确的,模型的精度是满足要求的。
2024年04期 v.44;No.305 771-778页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张菁;任熠;王建飞;毛嘉琦;白宁;曲坤;乔敏娟;王迪;
依据核安全法规和相关标准,设计了放射性污染衣物自动监测与分拣系统。仪器通过升降装置、传送装置和软件管理系统实现了对辐射控制区内人员穿戴过的工作服等物件表面β放射性污染的监测,并通过分拣装置,自动分拣干净或有污染的物件。现场应用测试表明,该系统各项技术指标满足设计要求,人机交互性良好,测量过程完全自动化,可高效地进行衣物表面污染监测与分拣,有效防止污染扩散。
2024年04期 v.44;No.305 779-783页 [查看摘要][在线阅读][下载 600K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据