LaBr_3(Ce)探测器本征放射性及其对探测限的影响研究
利用LaBr3(Ce)伽马谱仪直接测定铀矿体中铀含量的方法
利用LaBr3(Ce)伽马谱仪直接测定铀矿体中铀含量的方法吴永鹏;汤彬;程建平;梁永顺;王哲【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2012(036)003【摘要】LaBr3(Ce)闪烁体是一种综合性能优良的新型伽马射线探测器.然而,以它的能量分辨性能还不能获得含铀矿体精细伽马谱,其仪器谱反映不出与铀含量直接相关的特征峰,在这种情况下,探索一种直接获取含铀矿体铀含量的方法.采用国产LaBr3(Ce)探头对系列硬岩型放射性矿体进行测量,通过234Pam之1.001 MeV伽马特征能量以能量窗结合线性回归的相对分析法直接求取铀等目标核素的含量,获得了良好效果,对硬岩型铀矿含铀99×10-6以上相对误差不超过10.0％,对矿体中其他主要核索的定量分析误差也在8.5％以内.%Lanthanum bromide scinlillalor, namely LaBr,(Ce) , is a new detector which has excellent comprehensive performance for detecting gamma-ray. However, LaBr3 (Ce) detector fails to measure the fine structure of gamma-ray spectrum from the uranium-bearing ore body for its limited energy resolution, and the spectrum measured doesnt show the characteristic peaks which are directly related to uranium content. Under such circumstances, the development of a technique which can determine uranium content directly is necessary. The authors measured a series of hard rock radionuclide-bearing ore bodies using a LaBr3(Ce) probe made in China, and determined uranium content directly by relative analysis combining energy window with linear regression based on 234Pam, 1.001 MeV characteristic energy and, as aresult, obtained satisfactory results, which show that the relative error is less than 10.0% for uranium content over 99 ×10-6, and the error is less than 8.5% for other main radionuclides.【总页数】4页(P414-417)【作者】吴永鹏;汤彬;程建平;梁永顺;王哲【作者单位】清华大学工程物理系,北京 100084;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;清华大学工程物理系,北京 100084;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】P631;P632【相关文献】Br3(Ce)γ谱仪在燃料元件破损监测中的应用研究 [J], 覃国秀;刘玉娟;张怀强;吴和喜2.用LaBr3(Ce)γ谱仪实时监测反应堆回路水放射性 [J], 覃国秀;陈细林;代传波;郭晓清3.采用NaI(Tl)γ谱仪对含铀矿体的直接铀定量方法 [J], 吴永鹏;汤彬;程建平;王哲;梁永顺4.基于LED的LaBr3：Ce3＋闪烁γ谱仪稳谱技术研究 [J], 屈世骏;陈凌5.溴化镧(LaBr3∶Ce)γ谱仪前端读出电子学电路 [J], 陈彦丽;谭新建;卢毅;宋朝晖;易义成;渠红光因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
LaBr3：Ce探测器对低能γ射线角响应研究
同角度入射射 线探测效 率 的变化 的定量表 征 。
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１８７
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图 １ 射线在探测器 中等 效穿透路径示意 图
２ 设备及方法
实 验采 用 Ｓａｉｎｔ—Ｇｏｂａｉｎ Ｂｒｉｌｌａｎ Ｃｅ３８０探 测
器 （ＬａＢｒ ：Ｃｅ晶 体 的灵 敏 体 积 为 ３．８１ ｃｍ Ｘ 咖３．８ｌ ｃｍ），与 ＣＡＮＢＥＲＲＡ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ ２０００多 道 分 析 器和计 算 机共 同组 成 ＾ｙ谱 仪 ，如 图 ２（ａ）所 示 。该谱 仪 工 作 高 压 设 为 ６５０ Ｖ．数 字 增 益 放 大设 为 ２０倍 ，测 量道 数 设 为 ２ ０４８道 。实 验设 计 两 种 几 何模 型 ：以探 头 前 端 表 面 中心 为 原 点 建 立 坐标 系如 图 ２（ｂ）和 以 ＬａＢｒ ：Ｃｅ闪烁 体 中 心 为 原 点 建 立 坐 标 系 如 图 ２（ｃ）。选 用 Ａｍ （５９．６ ｋｅＶ）、ｎ Ｂａ（３５６ ｋｅＶ）和 ’Ｃｓ（６６２ ｋｅＶ）
种 放 射 源考 察 角 响 应 的能 量 依 赖 程度 ，依 次 固定放 射 源 与 探 头 距 离 分 别 为 １５ ｃｍ、２５ ｃｍ、 ３５ ｃｍ。鉴 于 ＬａＢｒ ：Ｃｅ晶体 的对 称 性 以及 闪烁 发 光 无 明 各 向异性 Ｌ６ Ｊ．只 在 ０～９０。范 围 每隔 １Ｏ。改 变一 次放 射 源与探 头 的相对 角 度 ．共 进 行 １８０次 测量 ，每 次测 量活 时 问为 ６００ Ｓ。
前 ，国 内尚未见 有相 关 的文 献报 道 。 本工作 结 合 核 材 料 低 能 射 线 探 测 识 别
的 任 务 需 求 ．对 圣 戈 班 公 司 Ｓａｉｎｔ—Ｇｏｂａｉｎ Ｂｒｉｌｌａｎ Ｃｅ３８０闪烁探 测 器 的角度 响应 开展 实验 和 ＭＣ模拟 研究 ，以期 为 后 续 利 用 该 探 测 器 识 别测 量 未知 核 材 料 及 剂 量 水 平 提 供 有 益 的 修正 参 考 。
LaBr3(Ce)闪烁体探测器的数字滤波成形
1 滤波成形原理
来自 LaBr3(Ce)探测器的前放输出的核脉冲信号波 形呈负指数衰减的形状。LaBr3(Ce)探测器在学基金(11565002)， 江西省发明专利产业化技术示范项目(20143BBM26044)资助 研究方向为核电子学电路与系统设计； 作者简介： 孙尚清(1991-)男， 江苏扬州人， 东华理工大学硕士研究生在读， 周书民(1971-)男， 辽宁开原人， 教授， 硕士， 从事核智能仪器的研究工作。
0 前言
LaBr3(Ce)探测器是一种新型无机闪烁体探测器。与 传统的 NaI(T1)闪烁体探测器相比， LaBr3(Ce)探测器有更 高的探测效率和更好的能量分辨率。LaBr3(Ce)探测器被 广泛认为会取代 NaI(T1)探测器而得到广泛应用。国内 相关机构针对 LaBr3(Ce)探测器研制相关产品,2009 年清 华大学马飞等研制用于 LaBr3(Ce)探测器的多道采集电 路， 使用模拟电路进行高斯滤波成形 [1]。2010 年嫦娥二 号探月卫星首次使用 LaBr3(Ce)谱仪对行星表面的铀等 元素分布进行测量[2]。2013 年西南民族大学胡颖睿等研 制 LaBr3(Ce)谱仪， 使用梯形滤波成形[3]。 虽然国内对基于 但尚无文献对 LaBr3 (Ce)探测器的相关产品进行研制， LaBr3(Ce)探测器的数字滤波成形和其寻找最佳成形参 数规律进行详细阐释和研究。
电子质量 （2016 第 11 期）
LaBr3(Ce)闪烁体探测器的数字滤波成形
The Study of Digital Filter Shaping Based on LaBr3(Ce) Detector
（东华理工大学 江西省新能源工艺及装备工程技术研 孙尚清,周书民 究中心,江西 南昌 330013）
LaBr_3：Ce(5%)闪烁探测器的MC研究
晶体对 中高能 量 射线 的探测效率较高 ， 而在较低能量时探测效率低 于 Ｎ ＩＴ ） ａ（ １ 晶体。
关键词 ：ａ ｒ： ｅ ５ ） ＬＢ Ｃ （ ％ 闪烁探测 器 ； 蒙特卡罗方法 ； 能量分辨率 ； 晶体尺寸 ； 峰总 比 中图分类 号 ： Ｔ １ ．１ Ｌ８ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５ －９ ４ ２ １ ）９１ １ －５ ２ ８０ ３ （ ００ ０ —２ ５０
Ｍ Ｖ ， 系数 没有 单 位 。 舢 取 决 于 探 测 器 ｅ ｃ 性能， 通过对实验测 到的 ， 进行拟合 ， 删 拟合 需要 入射 能量 的 ＾ 线 及 相 对 应 实 验测 到 的 ｙ射
要 利用蒙特卡 罗方法 探 索研 究 ＬＢ３Ｃ （ ％ ） ａ ｒ：ｅ ５
探测器 在 ＾能谱应 用 方 面 的 性 能 ， ｙ 通过 模 拟 程
四 十年 代 以来 ， 随着 光 电倍 增 管 等微 光 探 测 器件 与 技 术 的进 步 ， 烁探 测 器 得 到 了迅 速 闪 的 发展 与广 泛 的应 用 ， 常被 用 于 核 物理 和 高 通 能物理 、 医学 、 射 、 损检 测 、 衍 无 国家 安全 及地 质 勘探 等领域 。 理 论上应 用 于这 些 方面 的闪烁 晶体应 该具 有高 的闪烁 和探测 效 率 ， 的时 间 、 间 和能 量 好 空
收稿 日期 ：０００ —１ ２ １－１１ 基金项 目 ： 教育部科学 技术 研究 重 点项 目（０ ０ ７ ２８６ ） 资助 ； 江西省青年科学 家 （ 冈之 星 ） 井 培养对象 计划
资助 。
用于谱仪的LaBr3：Ce 3+闪烁体性能研究
２ 中国原子 能科学研 究 院 。北 京 ．
摘
１２ １ ） ０ ４ ３
要 ：Ｌ Ｂ ｅ ａ ｒＣ 闪烁探 测器是近年 来发展起 来的一种新型无机 闪烁探 测器 ，具有 十分优 秀的能量分辨率和在 常温 下工作 的特 点，应用领域非 ：
常广泛 ：本文通过对 ＬＢｒＣｅ ａ ： 一晶体与 Ｎａ（１ Ｉ ） Ｔ 晶体 的性能 比较 来全 面了解 ＬＢｒＣｅ ａ ３ 晶体 ： ：
．
２ Ｃｈ ｎ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｏ ｃＥｎ ｒ ｙ ． ｉ ａＩ ｓｉ ｔ ｆ ｔ Ａｔ ｍｉ ｅ ｇ ．Ｂｅｊｎ １ ２ １ ） ｉｉ ０ ４ ３
．
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｌａ ３Ｃｅ ｓ ｉ ｉ ｌ ｔ ｅ ｅ ｔ ｓ ａ ｎ ｗ ｎ ｒ ａ ｃ ｓ ｉ ｉｌ ｔ ｒ ｄ ｔ ｃ ｏｒ ｄ ｖｅ ｏｐ ｄ ｒ ｃ ｎｔｙｅ ｒ Ｉ ａ ｏ ｋ ａ ｏ ｔａ ｔ Ｂｒ ： “ ｃ ｎｔｌ ａ ｏｒ ｄ ｔ ｃ ｏｒ ｉ ｅ ｉ ｏ ｇ ｎｉ ｃ ｎｔｌ ａ ｏ ｅ ｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｅ ｅ ａ ｓ ｔ ｃ ｎ ｗ ｒ ｔｒ ｏｍ ｅ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｔｍ ｒ ｔ ｒ
关 键 词 ：Ｌ Ｂ； ｅ ａ ｒＣ ；探 测 器 ； 闪 烁 晶体
Ｆｏ ｈｅ ｐ ｒ ｏｒ ａ ｅ ｏｆＬａ ３： ３＋ Ｓｃ ｎｔｌ ａ ｏ ｐｅ ｔ ｏ ｃ ｙ ｒｔ ｅ ｆ ｍ ｎｃ Ｂｒ Ｃｅ ｉ ｉ ｌ ｔ ｒ ｓ ｃ ｒ ｓ ｏｐ
用MC软件模拟计算LaBr3(Ce)探测器对MB容器中气态β+粒子湮灭γ光子的探测效率
用MC软件模拟计算LaBr3(Ce)探测器对MB容器中气态
β+粒子湮灭γ光子的探测效率
刘跃龙;屈国普;赵越;刘跃勇
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2011(031)006
【摘要】用蒙特卡罗软件MCNPX版本模拟计算了同一尺寸的溴化镧探测器对不同体积的MB容器中β+粒子的探测效率和计数率,以及不同尺寸的探测器对同一MB容器、同一探测器在同一体积的MB容器中处于不同深度时对β+粒子的探测效率和计数率,根据计算结果,确定了MB容器的最佳体积和探测器在MB容器中的最佳位置,并和NaI(Tl)探测器模拟的结果进行了比较,结果显示,LaBr3 (Ce)探测器对MB容器中β+粒子的探测效率比NaI(Il)要高.
【总页数】5页(P710-714)
【作者】刘跃龙;屈国普;赵越;刘跃勇
【作者单位】南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;华南农业大学信息学院,广东广州510642
【正文语种】中文
【中图分类】TL812+.1
【相关文献】
1.γ测井中LaBr3探测器的MC模拟研究 [J], 周鹏飞;汤彬
Br3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究 [J], 苏秀彬;刘义保;刘洋;杨波;魏强林;张煜莉
3.利用MC方法模拟计算β+粒子在MB容器中的湮灭几率 [J], 尹陈艳;龚学余
4.MC法创建(LaBr3:Ce3+)探测器能谱-剂量转换G( E)函数 [J], 邓中华;王媛;赵永生;钟丁生
5.NaI(Tl)晶体探测器对β^+粒子湮灭产生的γ探测效率 [J], 龚学余;凌球;郭兰英;何宪
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大面积LaBr_3:Ce闪烁探测器伽马灵敏度和时间响应测量
大面积LaBr_3：Ce闪烁探测器伽马灵敏度和时间响应测量胡孟春;李忠宝;刘建;甫跃成;章法强;王文川;张建华;唐登攀;李如荣;陈力雄;黄雁【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2017(46)7【摘要】在^(60)Co放射性标准源场中,对国内新研制的大面积LaBr_3∶Ce闪烁探测器伽马灵敏度进行了测量,并用GD100光电管分别与LYSO:Ce、ST401闪烁体构成闪烁探测器的伽马灵敏度进行了对比分析;应用CΓC-67型三通道的ns快脉冲辐射源对这种大面积新型闪烁晶体本身的时间响应特性进行了测量。
实验测量结果表明:直径76 mm的大面积LaBr_3∶Ce闪烁探测器伽马灵敏度与LYSO∶Ce、ST401闪烁探测器的同体积归一灵敏度比分别超过5和200;时间响应前沿2.56 ns,后沿56 ns,半高宽23.56 ns,衰减时间25.45 ns。
【总页数】5页(P1215-1219)【关键词】无机闪烁体;LaBr3:Ce;闪烁探测器;灵敏度;时间响应【作者】胡孟春;李忠宝;刘建;甫跃成;章法强;王文川;张建华;唐登攀;李如荣;陈力雄;黄雁【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所【正文语种】中文【中图分类】TL812;TL816【相关文献】Br_3闪烁体探测器测量能级寿命 [J],2.YAP:Ce闪烁探测器的γ射线灵敏度研究 [J], 张建华;张传飞;胡孟春;王振通;唐登攀3.φ60mm×600μm硅PIN探测器γ灵敏度和时间响应测量 [J], 胡孟春;叶文英;周殿忠4.一种采用锗酸铋晶体闪烁探测器的感应伽马能谱仪的响应特征 [J], Jaco.,LA;刘达顷5.国产无机闪烁晶体LaCl_3∶Ce的探测能力和时间响应测量 [J], 胡孟春;周刚;李忠宝;张建华;张明荣;彭太平;唐章奎;胡青元;司粉妮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
溴化镧 (LaBr 3：Ce) γ谱仪前端读出电子学电路
第9卷第3期 2018年9月现代应用物理MODERN APPLIED PH YSICSVol. 9,No.3Sept.2018溴化镧（LaBr3:Ce) Y谱仪前端读出电子学电路陈彦丽、谭新建12,卢毅、宋朝晖1g2，易义成、渠红光1(1.西北核技术研究所，西安710024; 2.强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安710024)摘要：设计了一种结构简单、噪声低、功耗小的溴化镧（L a B6:C e)t谱仪前端读出电子学电路。
该电路包括电压灵敏前置放大电路、谱仪放大电路和供电电源3部分，电路的设计基于传统核电子学方法和较新的电子元器件，采用低噪声设计技术，在能谱测量中获得了较高的能量分辨率。
文中首先介绍了电路的设计方案，包括各部分电路原理、功能和设计要点；然后开展了电路仿真和电路板设计；最后通过实验进行电路功能验证。
实验表明：基于研制的前端读出电子学电路、溴化镧（LaBr3:Ce)探测器及数字多道分析器组成的t谱仪系统，对137Cs662 k e V t能峰的能量分辨率可达2.7%，谱仪系统性能稳定。
关键词r溴化镧（L a B6:C e)t谱仪；前置放大电路；谱仪放大电路中图分类号 r T L817 文献标志码 r A DOI： 10. 12061/j.issn.2095 - 6223. 2018. 031202Front-EndReadoutElectronicsCircuit of a LaBr3 :CeY SpectrometerCH ENYan-li^T A N X nH ian.S L U Y i'SONGZhao-h u i i S Y I Y i-cheng^QUHong-guang1(1. Northwest Institute of Nuclear Technology, X i’an 710024，China;2. State Key Laboratory of Intense PulsedRadiation Simulation and Effect，X i’an 710024，China)Abstract:A front-end readout electronics circuit of LaBr3：C e t spectrometer with simplestructure,low noise and low power consumption is designed.Ba^ed on the tradition of nuclear electronics,the circuit designed with new electronic components and low noisetechnology consists of voltage sensitive preamplifier circuit,spectroscopy amplifier circuit,and power supply.F irst,th e d e sig n o fth e circuit mcluding the principles,functions,andkey design points ofeach part is introduced.Then,the circuit sim ulationandthe circuitboard fabrication are(carried out.Finally,the circ^uit function is verified through experiments.The results show that the energy resolution of the LaBr3：Ce t spectrometer f〇r;Cs662 keV energy peak can reach 2.7%, and the system performance is stable.Keywords:LaBr3：Ce t spectrometer;pre-amplifier circuit;spectroscopy amplifier circuit目前常用的碘化钠（N aI:T l)t谱仪能量分辨率差，高纯锗（H P G e)t谱仪需液氮制冷且易受中子 损伤，碲锌镉（CZT)t谱仪则受晶体尺寸限制，探测 效率低[M]。
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LaBr_3(Ce)探测器本征放射性及其对探测限的影响研究
近年来,随着核能与核技术应用的不断发展,人们对复杂γ能谱测量分析的需求也越来越大。
目前国内使用的γ能谱测量系统大多是基于NaI(Tl)探测器或HPGe探测器的。
Na I(Tl)探测器能量分辨率较低,无法分析复杂γ谱线中放射性核素的种类和含量;HPGe探测器虽然具有很好的能量分辨率,但探测效率低,且需要液氮制冷,使用成本较高,不易携带。
新型卤化物闪烁体LaBr3(Ce)探测器以其很好的能量分辨率(<3%@661.7KeV)和快速时间响应及高探测效率受到了特别的关注,而且在很多场合都能替代NaI(Tl)探测器和HPGe探测器。
但是由于LaBr3(Ce)探测器自身携带放射性核素138La和227Ac,因此它具有较强的本征放射性本底。
为了能够更好地使用LaBr3(Ce)探测器,我们必须对其本征放射性进行测定计算,特别是在低放射性测量的情况下,准确定量计算其本征放射性,具有重要意义。
在γ能谱测量中,LaBr3(Ce)探测器的本征放射性和环境本底是测量谱线中的重要组成部分。
当通过γ谱线对低放射性核素的含量和活度进行定性和定量分析时,本征放射性会产生直接影响。
因此,为减少本征放射性对测量结果产生的干扰,获取测量样品的有效净峰面积,就需对测量的能谱数据进行光滑和本底扣除等处理,并计算本征放射性在环境测量中对本底的贡献。
同时,为了进一步探究LaBr3(Ce)探测器探测低水平放射性的能力,还需要在本征放射性存在的情况下对低放射性水平的核素的最小可探测活度MDA的影响进行研究。
本文的研究依托于科技部重大科学仪器设备开发专项:大批量人群核辐射剂
量快速检测系统(项目编号:2012YQ180118),在调研整理关于LaBr3(Ce)探测器
的特性及各种本底扣除方法的基础上,主要开展的研究工作和成果如下:1)开展对LaBr3(Ce)探测器的基本特性的研究,获取到LaBr3(Ce)探测器的能量分辨率、探测效率、温度特性、高压特性,特别是本征放射性。
2)以La Br3(Ce)探测器本征放射性本底谱为基础,分析对比不同本底扣除法对γ谱线本底扣除效果,提出一种适用于本文的改进型自适应SNIP本底扣除算法,并分析计算了本征放射性对天然放射性核素40K的测量谱线的影响。
3)采用LaBr3(Ce)探测器在天然环境和低本底铅室中对放射性点源133Ba、241Am、137Cs、60Co、152Eu进行测量获取γ能谱。
利用改进型自适应SNIP本底扣除算法对各个点源测量谱线进行处理,研究在天然环境中,LaBr3(Ce)探测器本征放射性对各个放射性核素的全能峰本底的贡献,计算了LaBr3(Ce)探测器在天然环境条件下对各点源核素的最小可探测活度MDA。