Abstract
本研究之目的在於建立低背景伽馬能譜分析系統。在伽馬偵檢器設計上采用康普吞反制法, 以增進低活性核種之偵測靈敏度。本系統采用能量解析力較高的鍺偵檢器, 與偵測率較高的碘化鈉偵檢器; 配合反相符電路組合而成。本量測系統利用準直管和不同射源配合, 得知偵檢器之最佳相對位置在6.5cm,最大康普吞反制系數為5.17, 且能量尖峰偵測效率僅減少約2%。在環境樣品的測量上, 經測試可有效壓低康普吞背景值, 得以分析低活性之Ba-139,Bi-214 等核種。在研究過程中同時使用蒙地卡羅程式EGS4模擬本系統反制情形。結果顯示, 不同入射能量時偵檢器最佳相對位置與實驗結果相吻合約在5?7cm之間。針對偵檢器之外型,質材等參數評估的結果顯示, 當同時改變長、寬、高比例在體積為原來之90% 至110%之間時, 康普吞反制系數有最大的變動率, 若分別改變長、寬、高比例, 可求得長度的改變對康普吞反制系數影響最大; 改變±10% 時, 其康普吞反制系數變動18%。 因此在相同體積的要求下, 增加長度減少橫向面積可得到較佳的反制效果。當反制偵檢器之質材為BGO 時, 在相同的反制效果下,BGO的橫向截面積可縮小為原磺化鈉之13%。本研究乃利用本校原科中心現有的軸中央貫穿型碘化鈉偵檢器與113cm 的N 型鍺偵檢器組合而成。本文的第二章敘述偵檢器及反相符電路的架構。在第三章中先敘述康普吞反制效果的評估準則, 再根據實驗結果探討就偵檢器相關位置和入射能量大小對反制效果影響。并量測及分析大小不同體積的土壤試樣。在第四章中利用蒙地卡羅程式(EGS4)評估現有的偵檢器外型, 并根據模擬計算結果比較BGO 與本系統的差異。本研究的結論及建議敘述於第五章。