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铀材料的无损被动测量在核安保领域大量使用,测量方法有多种,其中丰度计法基于铀材料自发衰变产生的特征γ射线来测量富集度,研究和使用经验丰富,是最经典的方法之一。但是丰度计法仍存在受容器厚度、探测装置的位置等影响的缺点,因此,本论文通过引入容器厚度修正因子对丰度计法进行优化,提高测量精度。主要研究内容概括如下: 首先,对确定铀材料容器厚度的小角度康普顿散射法进行模拟,在分析光子与容器材料发生康普顿散射作用原理的基础上,提出全能峰185.72keV两侧康普顿坪的响应值与容器厚度的关系。利用控制变量法深入探讨容器厚度、铀材料富集度和容器材料种类对响应值的影响。模拟结果表明,响应值只与容器材料自身参数相关,并随容器厚度线性变化,斜率由容器材料种类决定,并且不受铀材料富集度影响。在国家核安保技术中心对小角度康普顿散射法进行实验,针对初始能谱异常的问题采用能量刻度法解决,提高特征信息提取的准确性。实验结果与模拟结果一致。 然后,对无限厚度法进行模拟,分析无限厚度法的实现原理,验证双感兴趣区算法的准确性,提出将容器厚度作为修正因子引入双感兴趣区算法,解决了测量精度受容器厚度影响大的问题。模拟结果表明,引入容器厚度修正显著提升了测量精度,尤其在测量富集度较高的样品时,结果的相对误差与相对偏差均在10%内,为提高无限厚度法的实验精度提供理论支持。此外,随着容器厚度的增加,修正后的测量结果精度下降,表明容器厚度只能在一定程度上修正测量结果。 最后,对丰度计法进行实验,采用HPGe探测器测量能谱,通过单样品刻度完成富集度测量,验证了容器厚度对测量结果的修正效果,并着重分析修正富集度较高的数据误差较大的产生原因,为刻度样品的选择方法提供了新思路。