用^109Cdγ射线衰减法测量管道原油密度和含水率的蒙特卡罗模拟

通过蒙特卡罗模拟计算了放射源发出的两种能量的109Cdγ射线穿透含水原油后的穿透率.依据对88keVγ射线,原油、水和甲烷的质量衰减系数大致相同的特点,测定了平均密度.依据对γ22.2keV射线,原油和水的质量衰减系数有较大差异而原油和甲烷的质量衰减系数大致相同的特点,测定了含水率.模拟结果与实际值符合较好, 从而验证了此方法的可行性.     

医疗诊断X射线场的MC模拟及复合屏蔽材料优化设计

X射线在医疗领域用途广泛,对人体的危害也不可忽视;传统屏蔽材料含铅,不仅有毒且十分沉重,研究一种轻质无毒的防护材料很有必要。利用MCNP5模拟100 kV电子束打在钨靶上产生的X射线,探究屏蔽X射线的复合材料。选择K吸收边处于钨特征峰区的稀土元素La、Sm、Er与Hf进行组合,利用WinXCom软件对100 keV内的质量衰减系数进行了计算,利用遗传算法计算最优组合比例,并通过MCNP程序进行模拟验证。模拟结果表明,La、Sm、Er、Hf以(0. 36∶0. 19∶0. 22∶0. 23)的质量比进行组合对低于100 keV的诊断X射线屏蔽效果最佳,密度显著降低,当厚度为0. 6 mm时,可以屏蔽掉99%的射线。     

黄土路基毛细水上升规律试验模拟研究

针对黄土地区高等级公路路基有害毛细水问题,使用改进后的竖管法对压实度大于90%黄土土柱毛细水上升规律进行了试验研究,得到了毛细水上升高度与干密度的关系.使用滤纸法和水平入渗法测量土样的基质吸力、土水扩散系数与含水率的关系,并用Geostudio软件对毛细水上升进行模拟.试验和模拟结果表明:基质吸力的确定应该同时考虑含水量和密度2种因素;土壤的压实可以有效减缓土壤非饱和水分的运动速度;随着压实度的增加,毛细水上升速度变小;压实度为98%、95%和93%的黄土土柱,在105 d后毛细上升高度分别为74 cm、80 cm和94 cm.Geostudio软件可以用于路基毛细水运动的模拟.     

延大树木园土壤养分及AM真菌分布研究

在延安大学树木园采集7个样点的土壤样品,按0~10,10~20 cm土层深度分析土壤样品理化性质及丛枝菌根真菌孢子密度。结果表明:树木园土壤有机质含量0~10 cm土层为20.74~35.35 mg/g,10~20 cm为8.90~27.39 mg/g;土壤碱解氮含量0~10 cm土层为14.37-29.0μg/g,10~20 cm为5.18~12.57μg/g;土壤有效磷含量0~10 cm土层为4.64~16.21μg/g,10~20cm为3.73~10.72μg/g;土壤速效钾含量0~10 cm为132.27~251.86μg/g,10~20 cm为101.26~170.81μg/g。根据全国第二次土壤普查分级标准,土壤有效磷含量偏低,土壤碱解氮含量缺乏。槐树根围土壤养分最高,裸地各类土壤养分含量均低于植物根围土。AM真菌孢子密度在0~10cm土壤为2.79~10.49个/g干土,最高在槐树根围;10~20 cm土壤为1.73~5.31个/g干土,植物根围孢子密度显著大于无林裸地,树木园土壤孢子密度显著大于农田用地。     

仿真人体肺中铀、镅、钚沉积量测定及影响因素研究

仿真人体模型肺中镅、钚、铀沉积量的测量是活体同等测量技术的对照基础.将肌肉组织、肺组织等效材料制成吸收片,用不同γ谱仪测量出其对241Am源不同特征X射线、γ射线(<60 keV)的吸收系数;选取241Am的59 keV特征峰并用γ能谱分析定量测定其放射性活度;利用工业CT获得人体模型肺检区肌肉组织、肺组织等效材料厚度及肋骨的间隙尺寸.全面分析了仿真人体模型肺中点沉积241Am测量系统的性能、水平、可靠性和准确度,研究了影响定量测量的因素和校正方法,检验了定量分析的可靠性,分析了测量误差的来源.     

重金属离子在土壤中迁移的模拟研究

在实验数据基础上做出合理的外推, 利用迁移公式, 模拟了若干年后重金属离子 在土壤中的迁移行为和相对浓度分布. 分析了时间、 水的通量密度、 金属离子的吸 附分配系数对金属离子在土壤中迁移及浓度分布的影响. 结果表明, 金属离子在土壤中的 迁移主要受水的通量密度和吸附分配系数的影响, 并随时间的增加而增加.     

在Xe~(q )(q=25,29)离子与Mo金属表面相互作用过程中离子动能及电荷态的作用

测量了Xe25 和Xe29 入射Mo金属表面发出的L壳层的X射线谱,观测入射离子动能范围在350～600keV之间的X射线强度.研究了X射线强度与入射离子动能及电荷态的关系,并给出了初步解释.     

椭球单毛细管高能X射线微焦斑透镜模拟表征

为了使单毛细管透镜在X射线微区分析中获得高能X射线微焦斑,设计并模拟了基于椭球单毛细管的高能X射线微焦斑透镜,并模拟透镜内表面镀金属氧化膜,氧化膜主要成分为HfO₂.结果表明：镀膜透镜和普通玻璃透镜都可以将能量为100 keV的X射线会聚成<10.0μm的焦斑;与普通玻璃透镜相比,透镜镀膜后X射线聚焦能量上限提高了约2倍.为增加镀膜透镜光通量,重新设计了镀膜透镜,该新透镜相比于最初设计的普通玻璃透镜,在相同的实验室光源条件下聚焦能量为100 keV的X射线,在焦斑处光通量提高了3.8倍,功率密度增益提高了1个数量级,这表明透镜镀膜对聚焦高能X射线有一定的应用价值.模拟结果对椭球单毛细管高能X射线透镜的研制和应用具有指导意义.     

便携式α-β-γ谱仪设计

现有便携式谱仪无法同时对α-β-γ射线进行测量,使得相关人员对α-β-γ混合场景的评估与处理存在不便,因此研制了一套便携式α-β-γ谱仪以解决上述问题. 谱仪采用PIPS探测器和LaBr3(Ce)探测器分别对α-β粒子和γ射线进行测量,获取高分辨的能谱. 经测试,谱仪的α能量分辨率小于140 keV (5.486 MeV,0.1 atm),α表面发射率响应67.34% (241Am),β表面发射率响应19.13% (90Sr-90Y),γ能量分辨率小于3.4% (662 keV). 因此谱仪可同时测量α-β-γ射线并获取高分辨的能谱,有助于相关人员对测量现场做出快速准确的评估与处理.     

平面型CdZnTe探测器电荷收集效率对能谱测量的影响

采用蒙特卡洛程序Geant4构建平面型CdZnTe探测器, 模拟²⁴¹Am(59.5 keV)与¹³⁷Cs(662 keV)两种不同能量射线从阴极面垂直入射探测器. 通过在Geant4 中添加Hecht 方程来计算探测器不同位置处的电荷收集效率. 根据模拟输出的能谱, 结合能量沉积分布、电子-空穴对分布及其相互作用类型, 在考虑电荷收集效率的情况下, 研究了探测器能谱测量的变化.结果发现, 在考虑电荷收集效率后, 能谱向低能部分偏移, 偏移程度与最大电荷收集效率紧密相关.     

LiNbO3:Fe晶体中不同强度分布的片光导致的折射率变化

从Kukhtarev方程组和基于载流子光伏迁移机制的简化模型出发, 对不同强度分布的片光在LiNbO₃:Fe晶体中导致的折射率变化分布进行了理论分析. 数值模拟的结果与简化模型得出的解析表达式相吻合. 采用切片干涉法对矩形、Gauss和平方律分布的片光辐照LiNbO₃:Fe晶体导致的折射率变化进行了实验测量. 利用理论分析得到的解析表达式很好地拟合了测量数据点. 根据衍射的角谱理论和射线方程分别对写入光强度分布沿传播方向上的一致性以及晶体自散焦效应的影响进行了数值模拟, 结果表明实验测量的结果是可靠的. 因而在LiNbO₃:Fe晶体中可以通过改变写入光的强度分布得到不同的折射率变化分布, 利用数值模拟或由简化模型得出的解析表达式可以对给定强度分布的片光导致的折射率变化分布进行预测.     

计算机模拟噪声对CT法测束流发射度的影响

束流发射度的实际测量过程中,外加电流和个别束流粒子打到荧光靶上产生X射线对束流稳定性产生一定影响.外加电流产生的影响称为本底噪声,个别束流粒子打到荧光靶上产生X射线构成的影响称为突变噪声.利用计算机对未受干扰的二维相空间密度分布函数进行模拟,在详细考察CT法测束流发射度的测量精度的基础上,对受干扰后的二维相空间密度分布...     

负离子注入硅橡胶水接触角的测量

通过20keV不同注量的碳负离子注入硅橡胶改善其表面亲水性,采用座滴法测量水接触角来表征亲水性.选择拟合速度较快,准确性较高的椭圆拟合算法对碳负离子注入前后硅橡胶表面水接触角随时间的变化进行测量.结果发现硅橡胶离子注入前后表面水接触角同时达到稳定变化的时间大约10~30s.选定拍照延迟时间为20s,并选择Laplace-Young拟合算法测量20keV时碳负离子注入硅橡胶后水接触角随注量的变化.结果表明,碳负离子注入后硅橡胶表面亲水性得到明显改善,并在注量为3×10~(15)·cm~(-2)时,水接触角最小.     

滑坡模型试验γ透射法坡体水分测量精度探讨

在运用γ射线透射法测量大型滑坡模型土体含水量的过程中,为了提高试验的精度,综合分析了影响γ射线透射法测量精度的多种因素.其中,重点分析了水的质量吸收系数μ对测量精度的影响以及影响μ值的各种客观因素.针对大型滑坡模型试验的特殊条件,提出了相应的应对措施,以提高γ射线透射法测量含水量的精度.γ射线透射法测量滑坡模型中部土体的含水量是比较准确的,但对于滑坡模型表层和底层土壤,其含水量的观测受γ射线层间分辨率及边界条件的影响,误差较大.实践结果表明,采用修正μ值的方法处理试验数据对于提高滑坡模型表层和底层土体含水量的测量精度是有效的.     

30—130keV X射线照射量率绝对测量

我们利用一台GTY—200—20型工业X射线机,建立了6—80keV的K荧光X射线源和40—160keV连续过滤X射线源。为了能实施对所形成的X射线辐射场进行照射量率的绝对测量,我们建立了适用于能区在30—130kV的自由空气电离室和它的电测装置。     

低速Xe~(q+)与Mo表面作用产生的Xe M X射线

利用Si(Li)探测器测定了动能350~600keV的Xe~(q+)(q=26,28,29,30)离子入射Mo表面发射的X射线谱.当q分别为28,29,30时,谱线中出现了峰位分别为1.572,1.592和1.611keV的射线,该射线是Xe~(q+)在Mo下表面形成的空心原子中性化过程发射的,射线峰位能量与离子电荷态、靶原子电子束缚能、探测器能量下限及Be窗衰减等因素有关.1.592keV附近X射线产额与离子动能无明显关系,但随离子M壳层空穴数目的增大显著增大.     

X 射线超反射镜设计、制作与表征

探讨了 X 射线波段超反射镜的设计, 采用了周期膜堆作初始条件加单纯形局域优化和模拟退火全局优化方法, 设计了工作能量为Cu的Kα(8.0 keV)线的不同掠入射角和不同角度带宽的宽角度X射线超反射镜和8~25 keV范围内不同掠入射角和不同能量带宽的宽带X射线超反射镜. 同时, 还系统研究了非周期多层膜超反射镜的制备工艺, 解决了多层膜制备过程中遇到的一些工艺性问题和精确定标的问题, 进行了不同膜层材料对组合的超反射镜制备实验, 成功制备了相应的多层膜样品. 利用高分辨率X射线衍射仪测量了样品的反射率, 所得结果与设计值基本相符.     

用小波分析方法提高γ谱弱峰检测能力的研究

作者用小波变换方法,测量了在强本底下的从201keV到628keV的^133Bay能谱,计算了用自适应阈值分段处理和全谱处理及传统5点一次平滑处理前后320．8keV特征γ射线峰面积的统计误差、信噪比、判断限、优质因子．通过比较,证明用小波分析中的自适应阈值法对γ谱进行分段处理,可提高弱峰的检测能力．     

在Xe^q＋（q=25，29）离子与Mo金属表面相互作用过程中离子动能及电荷态的作用

测量了Xe^25＋和Xe^29＋入射Mo金属表面发出的L壳层的x射线谱,观测入射离子动能范围在350～600keV之间的x射线强度．研究了x射线强度与入射离子动能及电荷态的关系,并给出了初步解释．     

岷江冷杉原始林土壤物理性质的海拔梯度变化

为探明岷江冷杉原始林土壤物理性质与海拔梯度的关系,以卧龙邓生阴坡岷江冷杉原始林沿海拔梯度2 700~3 600m内设置的样地调查数据为基础,分析土壤密度、土壤孔隙度、土壤持水性能和土壤石砾含量随海拔梯度的变化.结果表明,相同海拔下土壤密度随土层深度增加明显增大,各土层土壤密度随海拔升高出现先升高后降低的变化趋势,但差异不显著;土壤总孔隙度和毛管孔隙度随着土层深度的增加有所减小,但减小不明显.相同海拔下土壤含水量、毛管持水量、最小持水量、最大持水量等随土层深度增加呈现显著性减小;不同海拔梯度岷江冷杉原始林下土壤总孔隙度和毛管孔隙度的差异不显著,导致土壤含水量、毛管持水量、最小持水量、最大持水量等也呈现出不显著的变化趋势,土壤石砾含量与土层深度和海拔高度的关系也不显著.