圓面探測器對圓面源(非同軸)的幾何因子的蒙特卡羅計算.pdf

1、放射源活度是一個常用的基本物理量，放射源活度的測量在實驗核物理及核技術應用中有著很重要的地位。放射源活度的測量方法概括地可分為兩類：相對測量和絕對測量。小立體角法是很早就確立的一種源活度的絕對測量方法，它不僅適合于β放射源活度的絕對測量，還常用于薄α源的絕對測量。顯然，對于圓面源，可采用小立體角法測量它的活度。以β源為例，設放射源發(fā)射β射線是各向同性的，在小立體角裝置中，探測器只能探測到小立體角Ω內(nèi)的β粒子，所以必須引入相對立體角修正因

2、子—即幾何因子。因此，在放射源活度的確定中，幾何因子的計算是十分重要的。所謂幾何因子，對于點源，就是探測器(或準直器)對源所張的立體角與球面立體角4π的比值，計算比較簡單。對于均勻面源，等于構(gòu)成該放射源的所有點源的幾何因子的平均值，計算比較復雜。實驗時，要求探測器與源兩個平面平行，探測器的軸線、準直孔的中心和源的軸線必須重合。但在實際操作中，由于操作誤差原因，探測器的軸線與源的軸線可能調(diào)得不重合，偏離同軸，相差—微小量C．也可能探測器平

3、面與源平面沒有調(diào)得嚴格平行，二者相交成—微小角度α。研究上述兩種情況下的幾何因子，對實驗操作具有一定的指導意義。MonteCarlo方法也稱隨機模擬法，可用來計算幾何因子。本文分別用基本Montecarlo方法和橢圓觀察因子加權MonteCarlo方法計算了圓面探測器對均勻平行圓面源(兩圓面中心軸線間距離為C)的幾何因子，并且與圓面探測器對均勻同軸圓面源的幾何因子進行了比較，探討了兩圓面中心軸線間距離C對幾何因子的影響；分別用基本Mon

4、teCarlo方法和橢圓觀察因子加權MonteCarlo方法計算了圓面探測器對均勻圓面源(兩圓面中心軸線相交成—微小角度α)的幾何因子，并且與圓面探測器對均勻同軸圓面源的幾何因子進行了比較，探討了α對幾何因子的影響；為了檢驗本文方法及所編程序的好壞，選取k=0或a=0時的數(shù)據(jù)與多邊形近似法進行了比較。并根據(jù)討論的結(jié)果，提出了對實驗操作的要求。 本文的結(jié)論是： (1)在源半徑一定的情況下，當兩圓面軸線間距離C或夾角α增大時

5、，非同軸時的幾何因子與同軸時的幾何因子的比值的平均值x與l的相對偏差增大，比值的相對標準偏差RSD(x)增大； (2)兩圓面軸線間距離C或夾角α對半徑較大的源的幾何因子影響較大，對半徑較小的源的幾何因子的影響較小； (3)用橢圓觀察因子加權MonteCarlo方法計算的結(jié)果要優(yōu)于用基本Montecarlo方法計算的結(jié)果。 (4)由于我們總可以用橢圓觀察因子加權MonteCarlo方法進行計算，因此只要實驗操作者根

6、據(jù)具體情況控制兩圓面軸線間的距離在探測器半徑的十分之一以內(nèi)，則非同軸時的幾何因子與同軸時的幾何因子的比值的平均值x與l的相對偏差在0.2％以內(nèi)，比值的相對標準偏差RSD(x)在0.6％以內(nèi)，我們就可以按同軸進行幾何因子的計算。只要實驗操作者控制兩圓面軸線間的夾角在10°以內(nèi)，則非同軸時的幾何因子與同軸時的幾何因子的比值的平均值x與l的相對偏差在0.03％以內(nèi)，比值的相對標準偏差RSD(x)在0.1％以內(nèi)，我們可以按同軸進行幾何因子的計算