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摘要
为了验证中子感生瞬发伽马分析(neutron induced prompt gamma-ray analysis, NIPGA)技术检测高纯石墨杂质元素含量的可行性，采用蒙特卡罗方法，利用MCNP5程序建立了中子在高纯石墨材料中的输运模型。在固态进样的条件下，计算获得了高纯石墨样品清晰光滑的总俘获γ能谱，能谱各处的相对误差都小于2%;讨论了不同源能量对俘获γ能谱的影响，确定了与理想俘获谱相对应的中子能量，给出了获得俘获谱的2种方法；找出了俘获γ能谱随球形样品半径的变化规律，球形样品半径在15～30 cm时可获得最佳γ能谱；完成了γ能谱的平滑、寻峰和峰面积计算，采用峰面积法进行反演解谱；拟合得到了铁、铝、钙3种主要杂质元素含量与特征峰面积的线性回归方程，各元素线性回归方程的决定系数R2大于0.990 2。研究表明，NIPGA技术能够实现无富集条件下固态进样实时测量碳含量99.9%以上的高纯石墨材料中的杂质元素含量。
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单位黑龙江工业学院
