张双 贺三军 廖峰 罗万 周芷千 高波 刘丽艳 赵修良

(南华大学核科学技术学院,衡阳 421001)

为了利用低能量分辨率探测器γ 能谱分析获取未知放射性核素的特征信息,提高γ 能谱中重峰及弱峰分析的准确性和有效性,本文开展了基于Boosted-Gold 算法的NaI(Tl)探测器γ 能谱分析研究.采用MCNPX建立NaI(Tl)探测器模拟模型,获得了维度201×200 的探测器响应矩阵.基于Boosted-Gold 算法开发了γ 能谱反演程序.实验测量了γ 源22Na,133Ba 和152Eu 的探测器响应能谱,并以不同γ 射线能量、不同能差 (ΔE)、不同相对强度为条件构建了3 组低分辨率模拟γ 能谱,结合响应矩阵及反演程序对实测γ 能谱和模拟γ 能谱进行反演.以IAEA 数据库核素标准特征信息对反演结果进行分析.结果表明:Boosted-Gold 算法对实测γ 能谱特征能量反演误差最大为2.17% (133Ba 源0.276MeV),反演强度与标准强度最大差为0.197(152Eu 源1.408 MeV).对模拟γ 能谱核素特征能量均可准确分析,反演强度与标准强度差值保持在0.01 以内;当增强系数p≤14 时,Boosted-Gold 算法有利于γ 放射性核素的定量分析,对于相对强度大于10%的γ 射线,该算法具有更好的分析准确性.

1 引言

随着γ能谱分析技术在核应急监测、核安全、环境辐射防护等应用领域的深化扩展,对γ能谱分析核素特征信息的准确性和有效性提出更高的要求[1].目前NaI(Tl)探测器因其探测效率高、价格低、易维护等特点,大面积应用于一些实际条件下的γ能谱的测量[2],但受其能量分辨率限制以及测量环境本底等因素的影响,实测γ能谱常常表现为能量相近的射线形成复杂的重峰、强度较……