【正文】 出站 (Check Out Station, COS)是最后一個站點，對集裝箱的檢查結束及放行負有重要責任。由于鈾、钚等核 材料有較強的γ射線放出 ,可以通過探測γ射線來實現對鈾、钚等核 材料的檢測。于是在進行檢測時 ,如何判斷所探測到的 γ計數的增加是由于核材料的存在所造成的還是由于本底的變化所造成的 ,是檢測方法的關鍵。 只有當 AMG? 時 ,檢測裝置才會發(fā)出報警 ,說明探測區(qū)內有核材料存在。 NBR 技術的產生就是為了滿足實際測量工作的要求，快速而準確地探測人工γ輻射源，這在環(huán)境放射性監(jiān)測、通道式放射性監(jiān)測以及尋 找丟失輻射源方面顯得尤為重要。 塑料閃爍體探測器塑料閃爍體探測器信 號 處 理 單 元計 算 機 控 制 終 端 圖 13 通道式檢測系統工作原理圖 裝置由兩個立式的機箱構成 ,形成一個檢測門。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 1. 通道式放射性檢測系統 7 開 始自 檢狀 態(tài) 是 否 正 常測 量 初 始 本 底初 始 本 底 測 量是 否 結 束 ？隨 時 更 新 本 底 并 按預 先 設 置 的 參 數 計算 報 警 閾 值是 否 進 行 參數 設 置 ？是 否 有 車 輛 或人 員 進 入 ？進 入 檢 測 狀 態(tài) ， 用 最 新的 4 個 測 量 數 據 進 行 移動 平 均 計 算 ， 并 將 計 算結 果 與 報 警 閾 值 比 較移 動 平 均計 算 結 果 是 否 大 于 報警 閾 值 ？發(fā) 出 報 警 ， 進 一 步進 行 檢 查是 否 還 需 要 檢 查 ？顯 示 故 障 ，排 除 故 障累 計 初 始 本 底并 顯 示 倒 計 時進 行 參 數 設 置放行 圖 14 檢測流程圖 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 1. 通道式放射性檢測系統 8 應用實踐 舉例 、對比 分析 γ放射性核素活度探測閾值的測定 通道式車輛放射性測控系統主要由探測器 、數據采集處理系統和報警裝置等部分組成， 常用探測器為塑料晶體，主要應用于港口、鋼鐵廠、核電站等場所，監(jiān)測車輛和集裝箱中夾帶的放射性物質 。通常以各個探測器中探測閾值最大者作為通道式車輛放射性測控系統的探測閾值。通過單道分析器后的信號再被轉換成邏輯脈沖 ， 然后被記錄 ， 其計數率與東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 1. 通道式放射性檢測系統 9 γ射線的強度直接相關 。kg 1 對比分析 經前面舉出的幾個例子來看，放射性的檢測會受到多方面因素的干擾，這樣會對放射性檢測帶來很多的困難 。 第五，這是最 為 關鍵的一點了：可以 高效廉價地制成大體積，其制作成本較其它探測器低，且便攜易于操作。 天然放射性核素，即地球誕生時就存在的放射性核素，如鈾 — 23釷 — 23鐳 — 226 等 ，它們 主要 是 從鈾衰變鏈或釷衰變鏈中產生的阿爾法粒子放射物。環(huán)境水中天然放射性核素的濃度與多種因素有關。 鉀 40 的 衰變性質及 同位素 參考 附錄和 表 21。這些中子不可能迫使鈾238 發(fā)生裂變，但卻會使鈾 238 發(fā)生另外的變化，最后就會產生钚 239。 不過，如果把釷 232 放進包著核反應堆的外殼里，釷 232 原子就會吸收慢中子，并且盡管它不發(fā)生裂變，最后卻會變成鈾 233 原子。 銫 137是一種重金屬，與 鈾 235同屬于放射性物質中毒組。它會透過β衰變放出能量高達 315keV 的高速電子成為鎳 60，同時會放出兩束伽馬射線，其能量分別為 及 MeV，見右圖 21 所示 。 碘 131 碘 131 是元素碘的一種放射性同位素，為人工放射性核素（核裂變產物），符號為I131，半衰期為 天。 碘 131 是β衰變核素，發(fā)射β射線（ 99%）和γ射線（ 1%）， β射線最大能量為 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 2. 系統檢測對象簡介及所要考慮的受影響因素合集 15 兆電子伏，主要γ射線能量為 兆電子伏。特別探測高度屏蔽的人工輻射源，要求在 100 毫秒至幾秒時間內探測強度略高的人工核素光電峰，其測量統計誤差太大，不足以將人工輻射與天然輻射分開 ，且 天然γ輻射波動較大。探測器對放射源的響應是放射性測控裝置最重要的性能指標，稱為活度響應，用測控裝置的讀數除以探測點放射性核素的活度表示，表征了裝置對放射性輻射的探測 能力及靈敏程度。 利用天然本底相對穩(wěn)定的這一特性，可以進行放射性物質監(jiān)測。 試驗 分析研究需反映的 參數 測量裝置對于距離探測器幾何中心 50cm 處的 137Cs 放射源的響應及其非線性。 %。盡管人工輻射源比起天然放射性核素普遍具有能量低的特點，但是通過這些方法可以有效的將天然放射性核素與人工輻射源區(qū)分開，從而實現天然放射性的甄別 ，參考附錄。其實，這個方法應該值得我們每一個人去實踐，去應用，它不僅僅在通道式放射性檢測系統中具有實用性，它在任何領域、任何方面都有它應用的意義。該系統能根據被檢車輛的輪廓信息對實時報警閾值進行調整，補償“屏蔽效應”對報警靈敏度的影響。根據 附圖 1，該系統結構各模塊及其功能介紹如下： 伽瑪探測模塊：主要組成部分是伽瑪探測器，用于接收外界入射的伽瑪射線。他的言傳身教將使我終生受益。 另外，目前緊張的國際形勢使公共安全處于潛在的極大威脅之中，核威脅也不再是停留在國與國之間的戰(zhàn)略層面，它正在被國際恐怖分子利用，一旦遭受恐怖分子的核攻擊，公眾以及國家將會有極大的損失。 行李放射性測控裝置對 137Cs 放射源在各測量點的活度響應見表 33 及圖 33 所示 ： 表 33 各測量點的活度響應值 放射源與探測器幾何中心的距離 (cm) 活度響應（ cps /kBq） 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 3. 檢測系統的探測性能分析 21 圖 33 各測量點的活度響應值 由表 33 中數據可見：放射源距探測器越遠，測得的活度響應值就越小，這是由于放射性輻射隨照射距離而衰減，在不同的測量點，活度響應值隨距離而變化 ，這在前面“ 對比分析”部分中有所提及 。 放射源的位置及其相對于參考點的活度如表 31 及圖 31 所示。如果在某車輛通過該關口時，系統監(jiān)測到的計數率發(fā)生明顯上升，則可以斷定該車輛含有放射性物質。 對天然放射性 同位素 的探測能力分析研究 對天然放射性的探測，即通道式放射性檢測系統對天然本底的測量情況是怎么樣的。在電離輻射計量學中，測量裝置對放射性輻射的響應既是對輻射劑量的響應，也可以是對放射性活度的響應。 10 貝可的碘 131點源重 10 毫克，在 1 厘米遠處的照射量率是 倫琴 /時，采用 5 厘米厚的鉛屏蔽就可以安全操作。 大量生產碘 131 時，要注意避免碘 131 揮發(fā)，以免給環(huán)境帶來嚴重污染。 鈷 60 要用鉛容器密閉保存，工作環(huán)境中有鈷60 放射性元素時，一定要穿專用防護服，平時多喝綠茶。輻射源是用于校對醫(yī)治癌癥的放射治療設備，也可以用于校對用來監(jiān)測放射治療人員及病人所接受的輻射水平的輻射監(jiān)測儀器。 釷 232 的衰變性質 參考 附錄。 能夠用這種方式產生新燃料去代替用掉的燃料的反應堆就是增殖反應堆。鈾 238 是最常見的一種 鈾，但它卻不是實用的核燃料。宇宙射線是一種從宇宙空間射到地球上的高能粒子流，它由質子、粒子等組成。 土壤主要由巖石的 侵 蝕和風化作用 而產生的，可見，其中的放射性是從巖石轉移而來的。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 2. 系統檢測對象簡介及所要考慮的受影響因素合集 11 2. 系統檢測對象 簡介及 所要考慮的受影響因素合集 放射性是指元素從不穩(wěn)定的原子核自發(fā)地放出射線（ 如 α射線、 β 射線、 γ 射線等）衰變形成穩(wěn)定的元素而停止放射（衰變產物），這種現象稱為放射性。 由 節(jié)內容可以知道：由于放射性輻射隨照射距離而衰減，對于不同的參考測量點，活度響應值隨照射距離的變化而變化；對于不同的 γ 放射性核素，由于其 γ 光子的能量不同，導致射線在空氣中的吸收衰減也不同，并且探測器的響應也有差異，因而活度響應的測量結果也不同。 kg 1 檢測方法：在進行檢測時 ,根據所測 的本底預先設置報警閾值 ,當探測器的計數超過閾值時便發(fā)出報警 ,認為在檢測區(qū)內有核材料存在。檢測通過的人員是否非法攜帶核材料或放射性物質；也可以用于海關，對出入的乘客及其行李、包裹進行檢查。通常對于特定的 γ 放射性核素，探測閾值就是測控系統的報警閾值，其意義相當于區(qū)分本底輻射與由放射性物質產生的附加輻射的界限。單道分析器用來選擇合適的能量窗口 ,以減少其 它干擾信號的影響。） 當車輛內有放射性物質時，檢測到的曲線如下圖所示。由于檢測過程中人員在運動 ， 在不同位置、不同時刻 ， 所探測到的計數率不同。因此 ,只要選擇適當的報警閾值 ,便可以很低的誤報率來報警核材料的存在。塑料閃爍體的探測效率雖不如 NaI (Tl) 閃爍體的高，但其體積可做得較大，且透明度高，光傳輸性能好，閃爍衰減時間短，足以彌補其探測效率低的不足。 （摘自《核電子學與探測技術》） 國外文獻 中針對 該檢測系統的探測材料 做 出了選擇分析 ， 用于該探測系統的探測材料一般主要選擇 NaI 晶體和塑料閃爍體 ，他們各有優(yōu)缺點，但經對比總結得到 ： 塑料閃爍體探測器更實用，更具價值之所在。 現如今國內外都在加緊該系統的繼續(xù)研究和發(fā)展， 放射性物質檢測系統是用于在關東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 緒論 2 口進行放射性物質監(jiān)測、控制放射性物質流通的一種很好的方案。 通過以上觀點可以觀察發(fā)現， 我 的畢業(yè)論文的目標就是去研究它們 —— 去研究通道式檢測系統，去研究其 工作性能 ，即所謂的論文標題： 通道式 放射性 檢測系統 性能分析 。 Natural radioactivity。它 們 和普通探測器的 結構和 工作原理相類似，都是搜索和探測對象并解析出它的能譜，從而判斷出輻射源的存在，并分析得到輻射源的元素成分是怎樣的，而天然放射性中主要存在的幾種元素為鈾、釷和鉀，這是需要探測檢驗的重點對象，它們的價值、它們的影響力不言而喻，我們需要做的就是嚴防它們的任意擴散。 structure, working principle, parative analysis of application and practice, ability39。 detecting ability 目 錄 緒論 ........................................................................................................................................1 1. 通道式放射性檢測系統 ...................................................................................................3 檢測系統簡要介紹 ................................................................................................. 3 檢測原理及方法 ..................................................................................................... 3 結構框圖及工作檢測流程圖 ................................................................................. 6 應用實踐舉例、對比分析 ..................................................................................... 8 γ放射性核素活度探測閾值的測定 ........................................................... 8 研制出入口核材料檢測裝置 ....................................................................... 8 對比分析 ..................................................................................................... 10 2. 系統檢測對象簡介及所要考慮的受