4πβ%2b4πγ计数相加法同时测量182Ta活度和γ射线发射几率.pdfVIP

4ⅡB+4ⅡY计数相加法同时测量182Ta活度 和Y射线发射几率 张小林h2，李元景1，凡金龙2，刘杰2，李琦2，．常永福2 (1．清华大学工程物理系，北京 100084；2．西北核技术研究所，西安710024) 摘要：墙2Ta发射低能和高能两组Y射线，半衰期适中，是HPGe探测器效率刻度的合适标 准源之一。抛Ta通过反应堆活化得到，本文用4ⅡB+4兀Y计数相加法绝对测量了‘82Ta 溶液的放射性比活度。相加装置对1唧a的总探测效率达99％以上。比活度测量的相对合 成标准不确定度为O．2％。Y射线的发射率由已刻度效率曲线的HPGe探测器测量，从而 得到了Y射线绝对发射几率，不确定度为0．6～1．5％。 关键词：1驼Ta；4兀B+4瓢Y计数相加法：放射性活度：Y射线发射几率；HPGe探测器 0 引言 182Ta是稳定核素1射Ta的中子辐射俘获反应产物。而膳1Ta常作为中子活化指示剂，用于 测量中子场的中子注量而诊断核燃料的裂变燃耗。嵫Ta的半衰期(114．434-0．04dⅢ’适中， ； ． 共发射17条y射线。嵫Ta放射源可通过反应堆中子活化反应埔1Ta(n，Y)嵫Ta得到，其中 181Ta的天然丰度为99．9877％脚，热中子活化截面为21b翻。因此嫩Ta是HPGe探测器效率 刻度十分合适的一种多Y射线标准源，尤其在特别关注的低能区域。对1眈TaY射线发射几率 不同文献值问n’7’81和1991年国际原子能机构推荐值∞1也存有差异。因此，为了提高核燃料 裂变燃耗诊断和HPGe探测器低能区效率标定的可靠性，需要有高准确的mTa活度标准和Y 射线发射几率的数值。 量了182T“YNS薄膜源的比活度，总探测效率在99％以上，比活度的相对合成标准不确定度为 O．2％。 由已刻度效率曲线的HPGe探测器同时测量同一个№TaVYNS薄膜源Y射线的发射率， 由此得到了182Ta的Y射线发射几率，不确定度为0．6-．-1．5％。从而实现了在测量啦Ta活度 的同时测量Y射线发射几率。 415 1 实验装置 4Ⅱ13+4兀Y计数相加装置如图1所示。主要由大体积阱式NaI(T1)探测器、小型薄壁 流气式4兀B正比计数器、HPGe探测器、屏蔽体以及升降装置等部分构成。 由152minx 152ram的阱式(阱为巾51minX102mm)NaI(T1)探测器的信号输入四路定标 器的A路，构成Y道信号：由50mmXlOlmm的4兀B流气式正比计数器的信号输入定标器的 B路，构成B道信号；13道和Y道信号经相加器相加后构成相加道信号，同时经符合仪符合 后输入到定标器的C路，构成符合道信号。HPGe探测器的输出信号一路与口道信号发生符 合，测量符合Y谱，另一路用于测量原始Y谱，从这两种Y谱中测量9射线的探测效率。 通过测量一系列单能y射线标准源标定了NaI(T1)探测器对VYNS薄膜源的探测效率。 采用双振荡仪测量了p道、y道的死时间T一，T，和两道符合分辨时间Tc。‘ 图1 4氕B+4瓢Y活度测量装置方框图 2原理 放射性核素1呵a的衰变纲图比较复杂。共有11支B分支衰变到嫩W的激发态，激发态 经y跃迁退激到基态，共发射43条Y射线。由于抛W中间激发态的寿命很短(ns、ps级)， 因此可认为一次衰变中13射线及其级联的Y射线是同时发射的。眦Ta衰变放射的射线有：8 射线、Y射线和内转换电子、内转换过程放射的特征X射线和俄歇电子以及各种电子的轫致 辐射。 把小型流气式4兀B正比计数器置于大体积阱式NaI(T1)探测器的阱里，组成4ⅡB+4 416 ⅡY计数相加装置。待测的VYNS薄膜源置于4兀B计数器内，将B道和Y道的信号送入相 加器．由定标器记录。4嚣昼+4Ⅱy计数相加装置只要探测到上述任一射线就记录了这一衰 变事件，同时探测上述多种射线，相加装置也只记录为一个信号。由于相加装置对182Ta的 B衰变过程发射的所有射线都能高效率探测，因此相加器的定标器记录的计数率基本上是 182Ta的活度。同时HPGe探测器测量同一个源的发射率，由活度和发射率即可得到发射几率。 4冗B+4靠Y计数相加法相