Speaker
军 曾
(中物院核物理与化学研究所)
Description
85Kr、133Xe等长寿命放射性惰性气体核素主要来源于核武器试验、乏燃料后处理、核电生产等人为涉核活动，这类核素具有产额高、半衰期长、物理性质稳定，且不易与其他元素发生化学反应等优良特性，在国际核监督保障和军控核查体系中扮演着重要的作用。其中，85Kr核素肩负着监督和发现秘密Pu材料生产、防止核扩散的重任；133Xe被联合国全面禁止核试验条约组织(CTBTO) 选为主要的监测对象，用于远程监测判断是否进行秘密核试验。此外，在核电生产中，85Kr、133Xe作为气态流出物中的主要放射性核素之一，对于监测核电厂运行工况、确保核设施环境友好有着十分重要的作用。在多数监测场景中，由于泄漏出来的放射性85Kr、133Xe气体经大气扩散稀释，其放射性活度已非常低，通常需要高灵敏度的测量装置来进行探测。叠层探测器（phoswich）是指由单个或多个光敏材料读出的两重或两重以上的闪烁体探测器，最早由Wilkinson于1952年提出并用于核物理实验中的粒子辨别。本文针对低水平放射性85Kr、133Xe的测量需求，系统地模拟了探测器厚度、工作压力等因素对电子、光子的探测规律，在国内首次提出了放射性氪氙叠层闪烁探测器设计，同时解决了Kr/Xe在闪烁体材料表面的记忆效应问题，发展叠层探测器脉冲波形信号读出与甄别技术，掌握探测器性能的实验标定方法，最终建立基于内充气叠层探测器测量低浓度85Kr、133Xe技术手段。相关技术已应用于低浓度85Kr、133Xe测量系统中，在防城港等核电站的气载流出物监测中得到应用。
