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β-γ符合系统β探测器能量和能量分辨率刻度

2021-03-12王世联赵允刚贾怀茂樊元庆张新军

现代应用物理 2021年4期

李 奇,王世联,赵允刚,贾怀茂,樊元庆,张新军

(禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京100085)

β探测器能量和能量分辨率刻度是β-γ符合法准确测量氙同位素活度的关键。利用内转换单能电子对β探测器进行能量和能量分辨率刻度是最理想的方法。由于缺少放射内转换电子能覆盖氙同位素β射线能区的气体放射性核素,不能用发射内转换电子的气体核素进行刻度。同时,由于β探测器外部通常包括避光材料,内转换电子会被避光材料吸收,也不能用发射内转换电子的薄膜源进行刻度。因此,只能选择其他替代方法进行刻度[15-16]。本文利用137Cs康普顿电子对β-γ符合系统β探测器能量和能量分辨率进行刻度,实现了氙同位素β射线能窗划分。

1β(PS)-γ(HPGe)符合测量系统

图1为β(PS)-γ(HPGe)符合测量系统[17]示意图。该系统由充气式有机闪烁β探测器、HPGe γ探测器及电子学系统组成。β探测器内部尺寸为Φ40 mm×10 mm,容积约为13 mL。氙样品充入有机闪烁体探测器中,既是承载样品的源盒又是β探测器。γ探测器为CANBERRA BE5030型HPGe探测器,相对效率为51%,57Co 122.1 keV和60Co 1 332.5 keV γ射线能量分辨率分别为0.65 keV和1.85 keV。β探测器和γ探测器相对放置,置于15 cm厚的低本底铅室中,β探测器光电倍增管输出的信号经CAEN A1424型前置放大器和CAEN N968型谱仪放大器放大,输入至DT5724数字符合仪的Channel 1; HPGe探测器由ORTEC659型高压供电,前置放大器输出的信号经ORTEC 672型谱仪放大器放大,输入DT5724的Channel 2。该系统可获取带时间戳的列表模式的β、γ信号,通过离线数据处理可得到原始β能谱、原始γ能谱、β道开门的γ符合能谱、γ道开门的β符合能谱及2维β-γ符合能谱。……

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