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核电子学与探测技术2025年第12期:基于蒙特卡洛模拟的核设施不锈钢表面铀污染伽马能谱无损测量方法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘枫飞;刘薇;

单位:核工业理化工程研究院;粒子输运与富集技术全国重点实验室;

摘要:针对核设施不锈钢表面铀污染无损测量中存在的几何衰减效应、基体吸收等难题,本研究提出了一种基于蒙特卡洛模拟的伽马能谱定量分析方法。通过构建集成化伽马能谱测量平台(含高纯锗探测器、低本底屏蔽装置及旋转上升平台),建立不同几何条件下的探测效率模型。实验结果表明:该方法在单一面源(12 cm×11 cm)、组合面源(24 cm×11 cm)及扩展面源(24 cm×22 cm)三种典型污染场景下均表现出良好的适应性。外表面污染测量的最大相对误差为7.42%,内表面遮蔽污染的最大相对误差为7.27%,内外复合污染的最大相对误差为11.85%。蒙特卡洛模拟精确表征了大尺寸面源的几何衰减特性(探测效率降幅1.1%)和遮蔽效应(2 mm不锈钢板导致效率降低20.1%),实现了铀污染活度在±12%误差范围内的无损定量评估。

关键词:伽马能谱无损测量;;表面铀污染;;蒙特卡洛模拟;;核材料衡算