脈衝γ射線對光纖輻射效應研究

《脈衝γ射線對光纖輻射效應研究》是依託西北核技術研究院，由劉福華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：脈衝γ射線對光纖輻射效應研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉福華
• 依託單位：西北核技術研究院

項目摘要

光纖與同軸電纜相比具有傳輸頻頻寬、損耗低、抗電磁干擾能力強等優點，適用於複雜電磁環境中的超快信號傳輸，然而在核輻射環境下光纖性能的變化必將影響系統的信號傳輸能力。開展核輻射對光纖的效應研究，對於光纖系統的設計和抗輻射加固、利用光纖開展核輻射探測研究具有重要的意義。本項目開展脈衝γ射線對光纖的輻射效應研究，分析計算γ射線對光纖的康普頓、光電、散射和電子對效應隨光子能量的變化，次級電子密度及角度分布，輻射感生吸收損耗、波導損耗的產生機理以及與輻射劑量的關係，輻射致光纖發光的產生機理及光譜隨輻射劑量的變化。研製可用於脈衝輻射感生損耗以及螢光的測量系統，利用大型輻射模擬裝置開展輻射感生損耗和輻射致發光測量實驗，並將實驗結果與理論計算結果進行對比分析。為預估脈衝輻射對光纖系統性能影響、尋求減小輻射對光纖影響的方法提供理論分析和實驗數據；同時為開展利用光纖探測核輻射研究提供技術準備。

結題摘要

光纖與同軸電纜相比具有傳輸頻頻寬、損耗低、抗電磁干擾能力強等優點，適用於複雜電磁環境中的超快信號傳輸，然而在核輻射環境下光纖性能的變化必將影響系統的信號傳輸能力。開展核輻射對光纖的效應研究，對於光纖系統的設計和抗輻射加固、利用光纖開展核輻射探測研究具有重要的意義。本項目開展脈衝γ射線對光纖的輻射效應研究，分析計算γ射線對光纖的康普頓、光電、散射和電子對效應隨光子能量的變化，次級電子密度及角度分布，輻射感生吸收損耗、波導損耗的產生機理以及與輻射劑量的關係，輻射致光纖發光的產生機理及光譜隨輻射劑量的變化。研製可用於脈衝輻射感生損耗以及螢光的測量系統，利用大型輻射模擬裝置開展輻射感生損耗和輻射致發光測量實驗，並將實驗結果與理論計算結果進行對比分析。 項目組完成了光纖輻射感生吸收損耗相關理論分析及模擬計算；開展了光纖波導中的電磁場傳輸理論分析；完成了脈衝γ輻射光纖的瞬態感生損耗測量系統設計；建立了塊狀融石英材料在Co60γ輻射作用下折射率變化的測量系統；開展了光纖波導中的電磁場傳輸理論分析及γ射線對塊狀融石英材料及光纖光柵折射率的影響實驗；模擬並驗證了光纖色散係數隨輻射劑量變化規律；建立傳輸系統並開展脈衝γ輻射對光纖的感生損耗測量；完成了經受脈衝γ輻射的光纖永久性損耗及折射率變化測量；開展了摻雜光纖的γ輻射性能測量。 通過以上工作，項目組建立完善了相應的理論模型，解決了一系列科學問題，得到了測量系統關鍵參數，為預估脈衝輻射對光纖系統性能影響、尋求減小輻射對光纖影響的方法提供理論分析和實驗數據，同時為開展利用光纖探測核輻射研究提供技術準備。