[发明专利]一种放射性核素的活化率测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种放射性核素的活化率测量装置及方法，该装置包括阱型HPGe探测器、用于吸收低能γ、X射线的吸收体以及测量源盛装容器；所述吸收体位于阱型HPGe探测器的阱内，测量源盛装容器位于吸收体内腔内，测量源溶液位于测量源盛装容器内；所述吸收体、测量源盛装容器均为圆形筒体，该装置的活化率测量方法主要步骤是：1)利用N中核素制备效率标定溶液；2)测量效率标定溶液的探测效率或γ射线能量；3)获取待测X核素的γ射线能量以及γ射线的探测效率；4)计算待测X溶液的活度；5)通过活度计算活化率；该发明利用衰变纲图简单且已知活度的多种核素效率标定溶液，实现了对衰变纲图复杂的目标核素活度的准确测量。

技术领域

本发明涉及核技术领域γ射线测量技术，具体涉及阱型HPGe探测器的测量方法技术。

背景技术

γ射线的强度常使用NaI(Ti)、Ge(Li)及HPGe探测器来测量，其中HPGe探测器因为具有良好的能量分辨率而倍受欢迎。使用同轴 HPGe探测器测量放射性核素的γ射线时，为忽略测量γ射线时可能产生的级联符合相加效应，往往将测量源放置于探测器表面以上25cm位置处，此时由于测量源位置较高、测量立体角较小，使得探测效率很低。

阱型HPGe探测器由于测量源位于晶体阱内，测量立体角较大，因此探测效率也较高。然而提高探测效率的同时也会带来较强的级联符合相加效应，使得待测γ射线强度的测量值与真实值存在较大偏差，因此阱型HPGe探测器一般情况下只能准确测量衰变纲图极为简单(衰变子体仅有一条激发态能级)的β^-衰变核素的γ射线，如¹³⁷Cs (662keV)。

若仍想使用阱型HPGe探测器测量衰变纲图较为复杂的放射性核素，则需提前生产出大量较纯的该放射性核素样品，使用其他绝对测量活度的方法测定该核素样品的比活度，再用已知比活度的该核素样品溶液对阱型HPGe探测器的探测效率进行标定，此为该核素的刻度系数，这样就可以根据该刻度系数使用阱型HPGe探测器测量该核素的其他样品的活度了。实际工作中往往无法制备大量较纯的目标核素，或制备目标核素的成本过高；有时即便生产并刻度得到了目标核素的刻度系数，也只能用于目标核素的活度定量，无法较为准确的测量其γ射线的发射几率等其他参数。因此，该种方法存在较多不足。

[1]J.Eberth,J.Simpson,From Ge(Li)detectors to gamma-ray trackingarrays–50years of gamma spectroscopy with germanium detectors[J].Progress inParticle and Nuclear Physics 60(2008)283–337.

(Ge(Li)、HPGe探测器的性能指标等)

[2]American National Standard for Calibration and Use of GermaniumSpectrometers for the Measurement of Gamma-Ray Emission Rates ofRadionuclides,ANSI N42.14-1999(Revision of ANSI N42.14-1991).

(HPGe测量标准、级联相加效应)

[3]古当长,《放射性核素活度测量的方法和技术》,科学出版社,1994-12.

(HPGe效率刻度方法)

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明提供了一种放射性核素的活化率测量装置及方法，其利用衰变纲图简单且已知活度的多种核素效率标定溶液，实现了对衰变纲图复杂的目标核素活度的准确测量。

另一方面，本发明还实现了目标核素生产过程中，相应的反应活化率的准确测量。

本发明的具体技术方案是：