李昌华,朱晨熙,陈向春,曹 倩,龙 渝,景士伟,b

(东北师范大学 a.物理学院;b.物理学国家级实验教学示范中心(东北师范大学)，吉林 长春 130024)

PGNAA(Prompt gamma neutron activation analysis, PGNAA)技术是一种全物料测量过程，目前已广泛应用于水泥、煤炭等行业的物料分析[1-3]，该技术对较低原子序数的元素有较高的分析灵敏度[4]，从原理上可探测地雷中相关γ能谱，PGNAA技术可以进行地雷探测. MOCA是基于蒙特卡罗思想的一种模拟中子和γ射线传输过程的程序，具有操作简单、结果可靠等特点，更适合应用于PGNAA技术[5]，可用于模拟地雷探测过程. 该软件在国内普及程度不高，使用MOCA程序进行的相关研究有限[6-9]. 探雷装置的设计对探雷精度影响巨大，装置内屏蔽体部分和反射体部分同时影响着中子成分和数量，若采用可关断的NG-9型中子发生器，可无需对所有方向进行屏蔽，对屏蔽体与反射体部分的几何构型和具体参量仅需考虑源到探测器之间屏蔽即可，从而仅需重点考虑提高热中子数和比率问题. 本文对使用MOCA程序构建并优化后的地雷探测构型进行探测可行性和精确度讨论[9]，寻找其内在规律.

1 实验原理及可行性讨论

瞬发γ射线中子活化分析(PGNAA)技术利用中子源产生的中子流轰击靶样品中各元素的原子核从而发生辐射俘获、非弹散射，各元素被激发和退激后放出特征γ射线，利用γ能谱探测器采集γ射线，从而根据特征γ射线的能量和强度确定元素种类和定量分析. 该方法的优点是探测速度快(10-4s)，样品无损，可进……