[发明专利]一种放射性核素的活化率测量装置及方法

摘要

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。

主权项

1.一种放射性核素的活化率测量方法，其特征在于，采用的测量系统包括阱型HPGe探测器(1)、用于吸收低能γ和X射线的吸收体(3)以及测量源盛装容器(5)；所述吸收体(3)位于阱型HPGe探测器(1)的阱(2)内，测量源盛装容器(5)位于吸收体内腔(4)内，测量源溶液(6)位于测量源盛装容器内；所述吸收体(3)、测量源盛装容器(5)均为圆形筒体，所述测量方法的具体实现步骤如下：1)选择N种核素制备成为效率标定溶液；所述N种核素的选取满足以下条件：A、选用β^‑或EC衰变且衰变纲图简单且活度已知的核素；B、N种核素的各自主γ射线的能量从小到大依次为E₁、E₂、E₃……E_N，则须满足E₁＜E_x＜E_N，其中E_x为待测X核素放射性溶液的γ射线能量；2)将盛装有效率标定溶液的测量源盛装容器放置到吸收体中，再将装有测量源盛装容器的吸收体放入提前准备好的阱型HPGe探测器的阱内；3)使用阱型HPGe探测器测量步骤1)中的效率标定溶液，得到阱型HPGe探测器配置下γ射线能量分别为E₁、E₂、E₃……E_N的探测效率η₁、η₂、η₃……η_N；4)对步骤3)中得到的探测效率η₁、η₂、η₃……η_N和γ射线能量值E₁、E₂、E₃……E_N使用最小二乘法进行双对数多项式拟合，拟合得到的效率曲线表达式应形如下式：lnη＝a₀+a₁(lnE)+a₂(lnE)²+a₃(lnE)³+…a_N(lnE)^N其中a₀、a₁、a₂、a₃……a_N为多项式的拟合系数；5)使用步骤4)中的公式内插待测X核素的γ射线能量E_x，得到该能量γ射线的探测效率η_x；6)使用测量源盛装容器制备待测X核素溶液，所述待测X核素溶液液面高度需与效率标定溶液的液面相同，使用阱型HPGe探测器测量待测X溶液；7)测量的活时间为t_live，测量的实际时间为t_real，校正到参考时刻的冷却时间为Δt，测量得到能量为E_x的γ射线净峰面积为S_x，X核素的衰变常数为λ_X，能量为E_x的γ射线发射几率为P_γ，则待测溶液X放射性核素的活度A_X为：8)设X放射性核素由W核素经辐照反应生产而来；若W核素为非放射性核素，则W‑X活化率f可表达为：其中N_X、N_W分别为两种核素的原子核数，M_W为W核素的摩尔质量，m为W核素的质量，N_A为阿伏伽德罗常数；若W核素为放射性核素，其主γ射线能量为E_W且需满足E₁＜E_W＜E_N，W核素活度A_W可由步骤7)中计算得到；则W‑X活化率f可表达为：其中，W核素的衰变常数为λ_W。