2-88  用叠层式探测器测量快中子堆γ谱实验

袁永刚

在快中子堆堆外场点的光子注量或照射量的实验测量研究过程中，热释光探测器被用于该辐射场混合场的区分测量，获得了辐射场g射线在热释光探测器中产生的吸收剂量；但要获得辐射场的光子注量，就必须知道辐射场的g谱数据。为此，叠层式探测器被用于快堆的g谱的测量工作。

叠层式探测器由减弱体和探测介质组成。减弱体由不同厚度的聚四氟乙烯、铁和铅等材料构成，探测介质选用累积式热释光探测器。当不同能量的g射线经过减弱体时，其减弱程度不同，通过探测器的响应函数和实验测量的探测介质的吸收剂量就可以反推入射光子谱的分布。为了克服在不同材料的减弱体间可能出现的剂量突变现象，采用在叠层式探测器中加入等效电离室的方法。结果表明，含等效电离室的叠层式探测器完全克服了剂量突变现象。

响应函数是一系列的单能光子在探测器中的响应值，同时能量间隔较小，以致无法找到所需的单能标准源。因此，采用M-C方法模拟叠层式固体探测器的响应函数。响应函数用单位光子在探测器不同位置的热释光探测器上产生的吸收剂量表示。在标准源(¹³⁷Cs、⁶⁰Co源)上进行了响应函数的标定实验，理论模拟的响应函数与实验获取的响应函数在偏差在8%内符合。

采用了GRAVEL方法编写了连续谱的解析程序。假设一个光子谱分布，将该假设谱作为初始谱代入程序，用测量的结果对该初始谱进行修正，当测量结果与用修正后的初始谱计算的测量信息在误差范围内吻合，结束修正。在加速器上进行了用叠层式探测器测量连续谱的验证实验，实验结果说明了该方法用于连续谱的解析。

最后，用叠层式固体探测器在脉冲堆上进行了g谱的测量实验。同时，多道NaI谱仪也被用于脉冲堆的g谱的测量，解谱方法与用叠层式固体探测器的解谱方法相同(初始光子注量谱为NaI谱仪测量的信号，从测量的结果看出，该次级电子谱是连续的)。2002年，曾开展了用多道NaI谱仪测量脉冲堆的g谱的研究工作，当时的解谱方法为比值迭代法。通过比较，这3种方式获取的快中子堆的g谱是相符合的。