脉冲辐照中放射性活度计算的新方程：推导、模拟与实验验证

为了计算脉冲辐照中产生的产物核素的放射性活度，通常假设辐照在整个辐照期（$t_i$）内近似连续，且入射辐照粒子的通量可通过平均其在每个脉冲周期（$T$）内的强度来获得。然而，这种近似未能认识到产物核素并非在每个脉冲周期（$T$）内均匀产生这一事实：它们仅在极短的脉冲宽度（$t_p$）内生成，随后在相对较长的静止时间（$t_r=T-t_p$）内衰变。由于脉冲数量巨大，这些衰变的总和可能不可忽略。为了使脉冲辐照中的放射性活度计算符合实际情况，我们仔细审查了每个脉冲内辐照和衰变过程的细节，应用几何级数获得了数百万个脉冲的放射性活度叠加，并推导出一个特别适用于脉冲辐照的全新放射性活度方程。由脉冲电子直线加速器驱动的光子活化实验结果、数值模拟以及放射性活度测量证实了这一新方程的有效性。新方程与传统方程的比较表明，在某些条件下它们的差异可能很大。此外，还讨论了新方程在脉冲辐照中的局限性。