利用新型CeBr3探測器測量238U活度研究

馮延強 王鐵健 楊龍泉 焦倉文 李必紅 趙 丹 王海洋

（核工業北京地質研究院中核集團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室 北京100029）

目前，國內外實驗室天然樣品中238U 活度的測量一般采用高純鍺（High Purity Germanium，HPGe）譜儀來完成［1］，其具有較高能量分辨率，在1 332 keV（60Co）的半高峰寬（Full Width at Half Maximum，FWHM）優于2 keV，相對探測效率近50%（堪培拉BE5030 HPGe 探測器），可通過238U 子體234mPa 的1 001 keV 能峰測定樣品中的238U 活度［2-3］。但由于HPGe 探測器需要在低溫液氮環境（溫度約77 K）下使用才能達到高分辨率工作水平，這一定程度上增加了應用的局限性。雖然，近年來有電制冷以及小型化HPGe 譜儀出現，如美國ORTEC公司新一代Detective X，但進口設備技術封閉、成本較高［4］。

CeBr3探測器是一種新型閃爍體探測器，可在室溫條件下工作，在662 keV（137Cs）的FWHM約4.0%，明顯優于NaI（Tl）探測器［5-6］。雖然，相較LaBr3（Ce）探測器約3.0%（662 keV@137Cs）的分辨率略低，但其探測器自身無γ 放射性干擾［7-8］，不存在LaBr3（Ce）探測器自身138La 及227Ac 影響，在低活度天然樣品Th、U、K 等測量方面具有優勢，但國內尚無該方面應用的報道。

利用CeBr3探測器較高能量分辨率及自身無γ放射性干擾的特點優勢，研究其利用1 001 keV能量峰測量天然樣品中238U 活度的可行性，可彌補NaI（Tl）探測器無法直接測量238U 的不足，并相較HPGe 需要液氮低溫的使用條件，為現場在線測量、低本底環境樣品分析等提供室溫條件下更低成本的測量手段。

1 實驗裝置

實驗采用荷蘭SCIONIX 公司生產的5.1 cm 直徑51B51/2M-CeBr-X 型CeBr3晶體及PMT 耦合單元，采用標準14 針接口。電子收集系統采用CANBERRA公司生產的OSPREY-DTB型數字化多道采集系統，其可通過標準接口與CeBr3探測器單元組合，數據輸出可選用USB/LAN方式。……