无基质干扰光子发射强度测量新方法：基于210Pb衰变的低能γ射线自吸收校正研究

本文推荐：作者通过PENELOPE 2018蒙特卡洛模拟，揭示了低能光子（如210Pb的46.539 keVγ射线）在体积样品测量中，小角度康普顿散射（Compton scattering）对全能峰效率的影响，提出通过去散射处理获得仅依赖线性衰减系数μ的"纯净峰"，并应用于非准直透射测量。该研究为环境样本（如210Pb活度测定）提供了更精准的自吸收校正（self-attenuation correction）方案。

　　

重点内容

实验方法与测量

在ICRM的γ能谱工作组（GSWG）组织的实验中，法国LNHB CEA Saclay制备了四组样品包，每组包含：3个含惰性材料的容器（标记为参考样R、基质A和B）、3个含¹³⁷Cs和²¹⁰Pb的活样容器，以及1个本底测量空容器。所有容器外径为18 mm（注：原文未完整描述几何参数）。

模拟计算

采用PENELOPE 2018（Salvat, 2019）进行蒙特卡洛模拟，通过内置代码实现探测器本征分辨率模拟并增加能道数。为聚焦低能光子的小角度散射（small angle Compton scattering），将²¹⁰Pb安瓿简化为圆柱体模型。

理论基础

体积源的全能峰效率（full energy peak efficiency）受基质影响显著。常规方法通过校准源效率乘以自吸收校正因子（self-attenuation correction factor）推算特定基质效率。对于低能γ射线（如²¹⁰Pb的46.5 keV），小角度散射光子会伪增高表观峰计数率，这意味着仅靠线性衰减系数μ不足以完全表征基质效应。

线性衰减系数

关键步骤是通过非准直扩展源（²¹⁰Pb安瓿）透射测量获取μ值。透射比T = R(X)/R₀（R(X)为含基质X的计数率，R₀为空容器计数率）需考虑光子路径角分布修正。

结论

1. 1.

   当存在完全匹配基质的标准样时，可直接通过峰计数率比值推算活度；

2. 2.

   若仅有几何匹配标准样，需结合透射测量计算μ值并推导自吸收校正；

3. 3.

   无任何标准样时，需通过模拟计算结合μ测量实现绝对效率校准。

（注：翻译中保留原文技术路线逻辑，采用"伪增高""安瓿"等专业表述，并通过括号标注关键术语英文缩写，如self-attenuation correction factor）