中子自屏蔽效应对PGNAA水溶液测量分析影响的研究

摘要

中子自屏蔽效应是影响瞬发γ射线中子活化分析（PGNAA）技术检测精度的重要因素之一。在利用瞬发γ射线中子活化技术进行水溶液检测时，中子自屏蔽效应对水溶液中元素的检测分析带来了严重干扰，主要表现为某些元素的特征射线计数与元素含量间呈现非线性变化。本文从物理机制上对PGNAA技术检测水溶液时产生的自屏蔽效应进行了分析，提出了三种中子自屏蔽修正模型，通过这三种修正模型对水溶液检测过程中的中子自屏蔽效应进行了修正处理。
　　在简化样品的几何结构和反应的物理过程的基础上，通过中子输运理论建立了理论计算的修正模型。在该模型的基础上确定了影响中子自屏蔽因子的主要因素即样品对中子的总吸收截面变化，并且结合水溶液样品中元素均匀的性质建立了中子总吸收截面的修正模型。同时，为对实际测量时的中子自屏蔽因子进行计算，利用这两种模型并结合水溶液样品中氢元素绝对含量不变的性质提出了基于内部标定法的修正模型。利用三种修正模型对镉元素和硼元素的特征γ射线计数与元素含量的线性关系进行了修正分析，修正结果显示三种模型均可以在很大程度上改善元素的特征峰面积与元素含量间的非线性关系，在基于瞬发γ射线中子活化分析技术检测水溶液元素中很好地对中子自屏蔽效应进行了修正。

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缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 PGNAA技术的应用

1.3 中子自屏蔽效应对PGNAA技术的影响

1.4 中子自屏蔽效应修正研究现状

1.5 基于PGNAA技术的水溶液检测研究现状及前期工作

1.6 研究内容

第二章 PGNAA技术的原理和蒙特卡罗方法

2.1 中子与物质相互作用

2.2 伽马射线与物质相互作用

2.3 PGNAA技术原理

2.4 蒙特卡罗方法及MCNP软件

第三章 中子自屏蔽效应对水溶液测量影响及其物理机制研究

3.1 中子自屏蔽效应对水溶液测量影响

3.2 水溶液检测中子自屏蔽效应物理机制分析

第四章 基于中子输运理论的中子自屏蔽修正模型

4.1 中子输运理论

4.2 基于中子输运理论的模型计算

4.3 基于理论计算模型修正小结

第五章 基于中子吸收截面的中子自屏蔽修正模型

5.1 修正模型理论分析

5.2 修正结果分析

5.3 基于中子吸收截面模型小结修正

第六章 基于内部标定法的中子自屏蔽修正模型

6.1 水溶液中氢元素特征峰计数变化分析研究

6.2 基于水溶液样品中氢元素标定的中子自屏蔽修正分析

6.3 基于内部标定模型修正小结

第七章 总结与展望

7.1 研究总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文