γ能譜的蒙特卡羅計算方法探討與模擬軟件設計.pdf

1、能譜的蒙特卡羅模擬問題，是核技術應用領域中的一個重要研究方面。利用蒙特卡羅方法模擬NaI(T1)閃爍探測器對射線的響應函數(shù)(能譜)是解決Y射線能譜學問題的一個有效方法。 本文來源于國家863計劃資源環(huán)境技術領域重大項目“航空伽瑪能譜勘查系統(tǒng)研發(fā)”課題(編號2006AA06A207)、國家自然科學基金項目“核地球物理學天然伽瑪場的研究”(編號40774063)和成都理工大學科技立項“能譜的蒙特卡羅模擬及其軟件開發(fā)”(編號20070

2、43K)項目。探討了用蒙特卡羅方法對NaI(T1)閃爍探測器中射線能譜響應函數(shù)的數(shù)值模擬；開發(fā)了蒙特卡羅模擬軟件。該研究在資源環(huán)境技術領域中核資源勘查及輻射環(huán)境監(jiān)測方面具有重要的實用價值和指導作用。主要研究內容與成果表現(xiàn)在： (1)論述了蒙特卡羅方法的基本原理和射線與物質的作用機制。 (2)從射線在NaI(T1)閃爍探測器中響應函數(shù)形成機理的基礎上，論述了NaI(T1)閃爍計數(shù)器譜儀的能譜和能譜的蒙特卡羅數(shù)值模擬計算方法

3、。 (3)在Visual C++平臺下開發(fā)能譜蒙特卡羅模擬軟件，應用蒙特卡羅模擬軟件模擬光子在Nal(T1)閃爍探測器中的光子能量沉積譜和能譜。 (4)利用設計的蒙特卡羅模擬軟件，分別模擬天然能量范圍內較低和較高能量的射線在Nal(T1)閃爍探測器中的響應函數(shù)，以檢驗模擬方法的正確性和通用性。通過數(shù)字化多道譜儀系統(tǒng)(Nal(T1)晶體φ75mm×75mm)實測的點源射線能譜與蒙特卡羅模擬軟件模擬譜相比較。對天然射線能量范

4、圍內較低能量如137Cs源放出的射線模擬結果較好，模擬譜與實測譜相比，峰康比和能量分辨率相對誤差分別為1.879％和5.585％，對能量較高如60Co源放出射線的模擬結果，雙峰面積比的相對誤差為0.7505％，也能得到滿意的效果。用Vi sual C++開發(fā)的蒙特卡羅模擬軟件，可模擬出整個光子的輸運過程。軟件抽樣次數(shù)在2000萬次以上，界面友好，功能較強?？烧{整放射源能量(即選用不同放射源)、源與探測器距離、探測器尺寸等，同時可顯示并保