基于正电子衰变核素的符合探测效率研究

来源：核动力工程杂志2024年第1期北京时间：

作者：卓祥林, 青先国, 杨振雷, 包超, 蒋天植, 李进, 卢佳玮

单位：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：为了降低一回路压力边界冷却剂泄漏监测的测量下限，本文基于正电子衰变核素开展了符合探测效率研究。为了提高符合探测效率，采用蒙特卡罗程序Geant4对符合探测装置中的粒子输运过程进行了仿真模拟分析，研究了符合探测装置结构和探测器属性对符合探测效率的影响。研究结果表明：通过在滤纸源两侧添加β⁺吸收层可明显提升符合探测效率，采用0.5 mm厚度的铝或0.2 mm厚度的铁作为β⁺吸收层时符合探测效率最佳；由于不同类型探测器的能量分辨率存在差异，因此不同类型探测器达到最佳符合探测效率时的能量窗系数不同，NaI(Tl)最佳能量窗系数为14%，BGO最佳能量窗系数为26%，LaBr₃(Ce)最佳能量窗系数为7%。本研究成果可为以¹⁸F核素为放射性示踪剂的一回路压力边界泄漏监测系统探测装置结构设计及符合判断逻辑设计提供参考。

关键词：一回路压力边界泄漏监测, 符合探测效率, 闪烁体探测器, 正电子源, Geant4