13Nβ+衰变湮灭γ-γ符合探测效率模拟研究

摘要

压水堆一回路内的高温高压放射性水泄漏，不仅会降低容量因子及影响核反应堆的正常运行，而且会对环境造成核污染，通过监测数据对一回路压力边界的运行工况进行分析是十分必要的。
　　本课题基于国家自然科学基金项目《压水堆一回路压力边界氮-13泄露监测能谱符合方法研究》（项目批准号：11175083），对其中关键技术之一的高符合探测效率进行方法研究，提出利用γ-γ能谱符合法来测量13N，以期有效解决现有监测仪器的不足之处，同时也是项目顺利实施的必要保障。
　　我们利用Geant4工具包建立符合探测模型，模拟了NaI(Tl)探测器对M-B取样容器中13N湮灭产生的γ-γ光子的符合探测效率、不同尺寸的取样容器对符合探测效率的影响以及不同的能谱符合监测装置模型对相同体积的取样容器中湮灭γ-γ光子的符合探测效率，并利用Origin软件对统计出来的模拟数据进行处理，然后分析讨论不同情况下的探测效率和计数率。结果显示，γ-γ符合探测技术可以使仪器探测下限降低两个量级，能有效解决现有13N监测仪器的不足之处；对于不同尺寸的取样容器而言，探测效率随着容器体积的增大而减小，计数率随着容器体积的增大而增大，因此在满足监测指标要求的前提下，我们要综合设计取样容器的尺寸大小；对于不同的能谱符合监测装置模型而言，符合探测器外置时探测效率要高于内置时的效率，这为我们下一步的样机制作和实验验证工作提供了理论依据。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第二章 理论基础

2.1 Monte Carlo方法

2.2β+射线与物质的相互作用[66]

2.3γ射线与物质的相互作用[66]-[67]

2.4 NaI(Tl)闪烁体探测器[68]

第三章 模拟程序的编写

3.1 Geant4工具包基本组成

3.2 探测器定义与响应

3.3粒子跟踪与物理过程

3.4 产生初级事件

3.5 模拟流程

3.6 部分程序代码

第四章 符合探测效率与符合计数模拟计算

4.1 符合探测方法的优势

4.2不同尺寸的取样容器对符合探测效率的影响

4.3不同监测装置模型对符合探测效率的影响

第五章 结论与展望

5.1 结论分析

5.2 工作展望与不足

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢