利用天然放射性核素无损检测板材密度NONDESTRUCTIVE MEASUREMENT OF PLATE DENSITY USING NATURAL RADIONUCLIDE
马洁,宋建军,孙新祚,于华伟,刘超卓
摘要(Abstract)：
传统γ射线实验和应用中放射源会对人体和周围环境产生一定的辐射危害。为减少放射源的使用,同时不影响实验的进行,尝试用天然放射性核素~(40)K代替传统放射源开展相关实验。利用NaI闪烁探测器测量了1.46MeV能量γ射线的能谱,求得γ射线在铝板中的线性吸收系数为0.144±0.008cm~(-1)。利用蒙特卡罗程序建立1.46MeV能量的γ射线与铝板相互作用的模型,计算得到了铝对该射线的质量吸收系数0.0523cm~2·g~(-1)。利用实验测量得到的线性吸收系数和蒙特卡罗模拟得到的质量吸收系数,求得了铝板的密度2.753±0.153g·cm~(-3)。这一方法与传统体积质量法测得的铝板密度2.654g·cm~(-3)相比,误差小于5%,说明利用天然放射性核素~(40)K作为放射源,并借助蒙特卡罗模拟方法,测量板材密度的方法是可行的。该方法也可用于板材厚度的无损检测,且不需放射源防护措施。
关键词(KeyWords)： 天然放射性核素;蒙特卡罗模拟;吸收系数;无损检测
基金项目(Foundation): 中国石油大学(华东)大学生创新创业训练计划项目(20181484,K20181433)
作者(Author): 马洁,宋建军,孙新祚,于华伟,刘超卓
参考文献(References)：
- [1] 陈玲燕,秦树基,张哲,等.改进型验证相对论效应实验装置[J].工科物理,1998,8(5):24-26+43.CHENG L,QIN S,ZHANG Z,et al.The improved instrument for demonstrating the relativistic effect[J].Physics and Engineering,1998,8(5):24-26+43.(in Chinese)
- [2] 柏强,方方,王茜,等.MCNP5模拟γ能谱与吸收介质的相关性[J].同位素,2011,24(1) :44-47.BAI Q,FANG F,WANG Q,et al.Correlation of gamma energy spectrum and absorbing medium with MCNP5[J].Journal of Isotopes,2011,24(01):44-47.(in Chinese)
- [3] 丁此乾.矿物地球物理[M].东营:石油大学出版社,2003.
- [4] 张哲,陈玲燕,李雅,等.单能电子和γ射线与物质的相互作用[J].工科物理,1999,9(5):20-23.ZHANG Z,CHENG L,LI Y,et al.Interactions of single energy β particle and γ-ray with materials[J].Physics and Engineering,1999,9(5):20-23.(in Chinese)
- [5] 复旦大学,清华大学,北京大学.原子核物理实验方法[M].北京:原子能出版社,1997.
- [6] 王殿生,周丽霞,刘超卓,等.物理实验教程:近代物理实验[M].东营:中国石油大学出版社,2016.
- [7] 周剑良,吕洋,程晓龙,等.基于MCNP程序和γ射线能谱法对未知材料线吸收系数的测定[J].科学技术与工程,2013,13(22):6580-6582,6620.ZHOU J,LV Y,CHENG X,et al.Study of the unknown line absorption coefficient of material by MCNP program and γ-ray energy spectrum analysis[J].Science Technology and Engineering,2013,13(22):6580-6582,6620.(in Chinese)