碳氧比能谱测井中能谱及探测器响应的数值模拟

利用蒙特卡罗中子粒子(MCNP)联合输运程序,对在井几何条件下地层中碳、氧、硅、钙等元素发生非弹性散射产生的伽马射线的测量谱及不同探测器的响应进行了模拟。结果表明,同种尺寸的BGO探测器比NaI(Tl)探测器的探测效率大;在谱处理过程中BGO探测器选择光电峰和第一逃逸峰的和作为特征能窗,而NaI(Tl)探测器以光电峰和第一、第二逃逸峰的和作为特征能窗。探测效率以及伽马光子计数与源距关系的模拟结果显示,长源距探测器晶体几何体积应为短源距探测器晶体体积的8倍左右时,二者才具有相当的测量精度。此模拟结果与实验谱具有较好的一致性,这为碳氧比能谱测井的谱处理奠定了基础。     

碳氧比能谱测井中能谱及探测器响应的数值模拟

利用蒙特卡罗中子-粒子(MCNP)联合输运程序，对在井几何条件下地层中碳、氧、硅、钙等元素发生非弹性散射产生的伽马射线的测量谱及不同探测器的响应进行了模拟。结果表明，同种尺寸的BGO探测器比NaI(TI)探测器的探测效率大；在谱处理过程中BGO探测器选择光电峰和第一逃逸峰的和作为特征能窗，而NaI(T1)探测器以光电峰和第一、第二逃逸峰的和作为特征能窗。探测效率以及伽马光子计数与源距关系的模拟结果显示，长源距探测器晶体几何体积应为短源距探测器晶体体积的8倍左右时，二者才具有相当的测量精度。此模拟结果与实验谱具有较好的一致性，这为碳氧比能谱测井的谱处理奠定了基础。     

γ能谱Compton抑制的MCNP模拟

用Monte Carlo程序(MCNP)模拟主探头外包NaI(Tl)晶体构成阱型反Compton谱仪的输出谱. 通过调整FU卡参数, 实现对外探测器中脉冲高度的筛选, 给出反Compton抑制谱和Compton电子谱, 验证MCNP的FU卡在反符合测量中的使用方法, 并分析外探测器厚度对反Compton谱的影响.     

γ能谱Compton抑制的MCNP模拟

用Monte Carlo程序(MCNP)模拟主探头外包NaI(Tl)晶体构成阱型反Compton谱仪的输出谱. 通过调整FU卡参数, 实现对外探测器中脉冲高度的筛选, 给出反Compton抑制谱和Compton电子谱, 验证MCNP的FU卡在反符合测量中的使用方法, 并分析外探测器厚度对反Compton谱的影响.     

复合晶体探测器中数字化波形甄别器的设计

为满足X射线辐射探测脉冲波形甄别器(PSD)实时性要求,提出了一种新型的数字PSD设计。应用快速模数转换(Flash-ADC)技术,在电路前端对电压脉冲采样将模拟信号数字化;用数字信号处理技术计算采到的波形与理想NaI和CsI波形模板相关系数的差,并以此特征量作为判别采到的信号是否为NaI信号的依据,经计算处理可实时给出甄别结果。用Geant4和Matlab模拟了光子从入射探测器到最后生成相关系数差的分布的整个过程。结果表明:新型数字PSD误判率小于0.5%,满足实时处理事例50ms-1计数率的要求。     

JLab库仑求和规则测试实验量能器性能分析

对6块CsI和NaI晶体组成的量能器(CSR晶体)在美国JLab Hall A实验装置上进行性能测试.0.4～3.6 GeV能量的电子束入射到不同靶(4He,12C,56Fe和208Pb)上,在散射角90°和120°上测量散射电子的能量.进而对CSR晶体以及Hall A原有的铅玻璃量能器进行能量刻度并求得它们的能量分辨率,得出CSR晶体的能量分辨率比铅玻璃的分辨率平均好4倍多,能更好地区分所要的散射电子和要去除的背景电子.由此JLab Hall A的库仑求和规则实验将选用CsI或NaI晶体替代原有的铅玻璃量能器.     

NaI(Tl)闪烁探测器单能γ谱的Compton坪台

利用Compton散射截面Klein Nishina公式和Monte\|Carlo粒子输运(MCNP)程序研究NaI(Tl)闪烁探测器单能γ能谱的Compton坪台. 通过考虑光子在探头闪烁晶体中的次级效应及探测器的能谱展宽等因素, MCNP程序模拟所得NaI(Tl)探测器单能γ能谱的Compton坪台与实验能谱符合较好, 并解释了理论曲线与实验曲线存在差异的原因.     

CsI(Tl)对高能质子能量响应的蒙特卡罗研究

在放射性核束物理的实验研究中,需要对核反应产物进行测量和鉴别,以获取反应过程中的重要信息.使用GEANT4软件对CsI(Tl)闪烁体探测器对高能质子的能量响应进行了蒙特卡罗模拟,以确定这种探测器用于探测能量范围10HeV-150MeV质子的能量响应.通过对晶体外表面包覆材料反射率、耦合光敏二极管面积、质子射程等条件的模拟和分析,找到了提高CsI(Tl)闪烁体探测器性能的方法.     

基于Geant4的联合模型神经网络法解析γ能谱

利用Geant4模拟软件及MATLAB计算软件,开展多人工神经网络模型定量分析低计数率核素的研究,分析了包含五个不同类型网络的BP神经网络模型对国控环境监测站NaI(Tl)探测器模拟能谱的识别能力。实验结果表明:多网络模型的使用有利于提高低计数核素的识别准确度,能够有效识别未知核素的存在与否。     

高纯锗—塑料闪烁体反康普顿 γ 能谱仪

本文报告了一台采用自制大塑料闪烁体作反符合屏蔽的高纯锗γ能谱仪的结构及主要性能.主探测器体积为77C.C.,对1332kev 的γ射线能量分辨率为1.90Kev.相对效率为13%.符合探测器采用φ76×76mm 的低本底 NaI(TL)探测器。作为反符合屏蔽的环探测器为φ500×500mm的自制大塑料闪烁体.在有物质屏蔽和反符合屏蔽条件下,谱仪在50Kev—2700Kev 能区的积分本底为31CPM.在源距为3—4cm 处,对~(137)Cs 源的康普顿减弱因子为4.1,峰康比为320.     

MnCO_3的吸收谱在低对称晶场中的进一步分裂

本工作测定了反铁磁盐MnCO_3晶体中Mn~(2 )的紫外和可见吸收谱,观察到了谱带的进一步分裂。对于吸收谱的理论解释,考虑了MnCO_3晶体中Mn~(2 )和周围配体之间的真实立体结构,利用赵等人提出的过渡金属络合物中Mn~(2 )的SCF-d轨道,进行了理论计算,吸收谱带在低对称度下的分裂得到合理解释。理论计算和实验值符合得很好。     

"Marinelli Beaker"型气体源γ射线的探测效率研究

针对放射性惰性气体在“Marinelli Beaker”（简称MB）容器中,用NaI（TI）闪烁探测器测量γ射线,采用蒙特卡洛计算方法计算NaI（TI）晶体对^85Krγ射线的探测效率并与标准源实验刻度探测效率进行比较．应用Matlah软件对不同体积的MB容器的理论计算和实验刻度数据分别用最小二乘法进行拟合并比较．比较结果显示,理论计算值和实验数据在误差范围内是一致的。     

基于虚拟仪器技术的数字符合测量系统设计与实现

根据符合测量和虚拟仪器原理,设计并搭建了数字符合测量系统,并通过测量标准源验证系统性能。该系统硬件部分主要由探测器和前端电子学组成,探测器选用了晶体尺寸为Ф40 mm×40 mm的FJ374型号的NaI(Tl)探头,同时选用BH1218型放大器对脉冲信号进行放大和成形,以匹配PCI-1714UL数据采集卡的采样频率(10 MHz)和输入电压范围(0～5 V);设计了数字符合的数据处理方案,使用LabVIEW编程虚拟仪器数据处理软件,该软件由数据采集、能谱测量、相对时延分析与符合事件甄别三个VI模块组成,实现并替代对应电子模块的功能,能够对采集到的数字信号进行处理,实现数字符合测量。使用该系统测量了~(60)Co标准源,通过测量能谱与相对时间谱确定最佳能窗范围与符合分辨时间,连续测量10次;该标准源的参考活度为101 906.5 Bq,测量结果为101 987.5 Bq,且10次测量的相对误差均在2%以内。实验结果验证了虚拟仪器软件各模块的功能,以及数字符合测量系统的性能。     

Ne原子与H2、D2、T2分子碰撞微分散射截面的研究

本文使用Hariharan计算的短程自洽场排斥势数据,拟合了Tang-Toennies势模型中排斥势参数,用该模型和密耦近似(Close-Coupling)方法计算了惰性气体原子Ne与H2、D2、T2分子在碰撞能量为83.8 meV时的微分散射截面, 并与实验值和文献值进行了比较.本文计算的微分散射截面值与实验值和文献值均符合得较好.使用同样的方法,本文还计算了碰撞能量在95 meV、155 meV时Ne-H2、Ne-D2、Ne-T2三个体系的微分截面,得出了三个体系的微分散射截面随碰撞能量的变化规律.     

光纤电压传感器光路系统误差分析

研究了光纤电压传感器光路系统中光源、光纤、电光晶体和光电探测器对测量误差的影响结果表明,采用谱线宽度窄、温度漂移小的光源,可减小电光效应的相位延迟误差;采用单模光纤有利于提高信噪比;采用多次提拉的纯净BGO晶体,可抑制双折射的影响;采用暗电流小、线性度好的光电探测器,有利于减小传感器的漂移,改善传感器的线性度．     

光纤电压传感器光路系统误差分析

研究了光纤电压传感器光路系统中光源、光纤、电光晶体和光电探测器对测量误差的影响．结果表明。采用谱线宽度窄、温度漂移小的光源,可减小电光效应的相位延迟误差;采用单模光纤有利于提高信噪比;采用多次提拉的纯净BGO晶体,可抑制双折射的影响;采用暗电流小、线性度好的光电探测器,有利于减小传感器的漂移,改善传感器的线性度．     

[Cu(H_2O)_2(en)][SO_4]晶体的局域结构和吸收光谱研究

根据赵敏光等提出的半自洽3d轨道模型和点电荷模型,建立了过渡金属离子晶体的局域结构与吸收光谱之间的定量关系,对[Cu（H2O）2（en）][SO4]晶体的局域结构和吸收光谱进行了统一解释,还预测了其EPR谱的值．其理论计算结果与实验观测值符合．     

Mg2Si同质异相体的平衡结构、状态方程和声子谱研究

在第一原理框架下,采用赝势平面波方法计算研究了Mg2Si晶体的晶胞常数、状态方程和声子谱等性质,得到的晶胞常数与实验值和前人的计算值是一致的.研究发现,反萤石结构Mg2Si,反氯铅矿结构Mg2Si和Ni2In型Mg2Si分别在压强为0～6 GPa,7.5～20.2 GPa和21.9～40 GPa范围内能够保持结构稳定.三种Mg2Si同质异相体的稳定性由高到低应该是:反萤石结构Mg2Si>反氯铅矿结构Mg2Si>Ni2In型Mg2Si.利用晶格动力学方法计算了三种同质异相体的声子谱.     

NaI(Tl)探测γ能谱的MCNP模拟

利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱, 与实验结果符合较好. 利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比, 结果与实验值相符, 验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟. 对不同能区γ射线的能谱进行模拟, 并分析了能谱的形成过程.      

Fe2+离子在III-V半磁半导体近红外光谱中的动态Jahn-Teller效应

介绍了3d4/3d6离子在立方晶体场中动态Jahn-Teller矩阵的推导,分析了动态Jahn-Teller效应对Fe2 在III-V半磁半导体InP和GaP中光谱的影响,计算结果与实验符合,表明在Fe2 半磁半导体中,比经典晶体场理论分析多出的许多分裂谱线是Fe2 离子与半导体晶格间的动态Jahn-Teller效应引起,还预测了其他Jahn-Teller效应分裂谱.