托卡马克实验装置的实验大厅移动辐射监测机器人设计

托卡马克实验装置(experimental advanced superconducting tokamak, EAST)在进行聚变等离子体放电实验时,随着中性束注入、低杂波电流驱动、电子回旋波共振加热等大功率辅助加热系统投入运行,等离子体中子出射强度可达10¹⁴ n/s,这导致大厅及窗口区域的中子光子剂量率明显增加。为了保证工作人员及维护人员的安全,需要及时了解不同位置处的辐射剂量。本研究基于六轮移动救援机器人底盘,研制EAST实验大厅移动辐射监测机器人,并搭载X、γ辐射在线监测仪,通过同步定位与建图技术（SLAM）构建环境地图自主移动或通过高清图像远程控制及数据传输系统,将大厅内不同位置的辐射剂量值传递给上位机。通过巡测路径上的剂量率异常,可向周围的工作人员及时发出警示,以此确保实验人员的辐射安全和判断现场维护人员的滞留时间。     

HT-7 超导托卡马克上辐射剂量测量与分析

HT-7超导托卡马克是我国正在运行中的中型准稳态磁约束聚变实验研究装置,运行时产生一个复杂的瞬发混合辐射场。本文介绍了该装置上中子辐射剂量率的测量方法以及在欧姆、波辅助加热、长脉冲等放电模式下的剂量率特点,并且给出了X与7射线的总辐射剂量测量方法和分析结果。在严格遵守安全操作规程的前提下,目前的等离子体物理实验对人员产生的总辐射剂量低于国家辐射安全标准的规定。     

HL—1聚变装置中子发射实验研究

采用ＺｎＳ（Ａｇ）闪烁计数器，经标准中子源刻度校正后，测量ＨＬ－１（中国环流器一号）聚变装置的中子演化和中子产额；同时用活化箔法（１１５Ｉｎ）和原子核乳胶法测量中子产额。在真空室充氘和电子回旋共振加热（ＥＣＲＨ）时，３种方法同时测量，确证ＨＬ－１每放电１次发射中子数平均为（３．４１±０．５０）×１０１０。得到欧姆加热、ＥＣＲＨ、改进约束放电（ＩＯＣ）和弹丸注入等放电实验中的中子演化。在分子束注入和偏压电极（ＥＰＰ）放电实验中，产生中子较少或很少。观察部分放电方式产生的中子产额Ｎ和硬Ｘ射线产额ＨＸ间有线性关系Ｎ＝ａＨＸ－ｂ，其中，ａ和ｂ是与装置运行方式有关的常数。     

HL-1M装置离子回旋波注入实验的边缘参数测量

为了提高等离子体温度和密度,在高参数下从事托卡马克等离子体物理研究,在HL-1M装置上进行低杂波加热和电子回旋波加热的基础上,我们最近开展了离子回旋波注入和中性束注入加热实验,以及弹丸注入加料和分子束注入(MBI)加料实验,特别是在后者的实验中获得了很高的粒子和能量约束时间。     

多球中子谱仪的周围剂量当量转换研究

以辐射场全能段中子能谱获取及周围剂量当量转换为目的,针对一套以3He正比计数器为探测器的多球中子谱仪,介绍了采用脉冲幅度分析法进行中子-γ甄别,准确测量中子计数率的方法;测量并获取了实验室本底环境中子、Am-Be中子源、氘氘中子管连续出射中子三种辐射场的中子能谱,并予以分析;基于中子能谱进行周围剂量当量转换,分析了不同能量段中子所占的剂量比重,发现快中子是主要贡献者;在比较测量中,对三种单慢化体中子剂量仪器产生的误差进行了理论分析,并给出了依靠多球中子谱仪测准中子周围剂量当量的三点建议。多球中子谱仪可以直接测算周围剂量当量,可以指导其它中子剂量仪器的标校,还可以针对具体能量段进行中子防护设计,精准有效指导外照射剂量防护工作的开展。     

中子气泡探测器用于核测井中子个人剂量监测的研究

为研究国产中子气泡探测器在核测井中子个人剂量监测中的适用性,采用国内研制的中子气泡探测器对核测井运源车外表面、车内兼用储源仓周围等关注点的中子辐射水平进行监测,同时采用进口LB6411型中子周围剂量当量仪进行比对监测。实验结果表明,当运源车兼用储源仓内仅装载中子源时,中子气泡探测器与LB6411的测量结果无显著统计学差异,两者测量结果符合较好,中子气泡探测器的测量结果准确可信;当兼用储源仓分别装载中子源、中子-γ源时,两组中子气泡探测器的测量结果也无显著统计学差异,中子气泡探测器适用于中子-γ混合辐射场中子辐射剂量的测量。中子气泡探测器在运源车现场与在²⁴¹Am-Be源标准中子场中的剂量响应灵敏度因子间的相对偏差为7.4%,验证了其较好的能量响应特性,并显示了在核测井现场条件下用于中子个人剂量监测的适用性。     

改建后的研究性重水反应堆周围中子、γ混合辐射场的测量与评价

本工作对中国原子能科学研究院研究性重水反应堆周围的中子谱进行了测量。对于不同测点处的中子谱,中子平均能量在11—201keV 之间,最大能量低于5MeV;有效品质因数在2.5—5之间;在中子剂量当量总额中,以快中子剂量当量为主。还在反应堆正常运行条件下,测量了人员活动区的中子、γ剂量当量率。在大厅和地下室,中子、γ剂时当量之比的平均值分别为15%和31%,工作人员的年剂量当量有可能大于剂量当量限值。     

全超导非圆截面托卡马克中性束注入窗口材料活化研究

中性束注入加热为全超导非圆截面托卡马克(EAST)主要辅助加热方式之一.伴随着中性束注入加热,等离子体中子出射强度可达到1014 n/s.由于中性束注入窗口具有较大的开口尺寸,窗口泄露的大量中子可能影响系统的安全稳定运行.本文基于EAST中性束二维模型和蒙特卡洛程序MCNP与材料活化程序FISPACT,研究EAST两条...     

组织等效正比计数器测量系统的建立

对组织等效正比计数器（TEPC）的方法原理和性能进行了初步研究,在此基础上,建立了1套TEPC测量系统,用于测量中子、γ混合辐射场的吸收剂量及剂量当量。中子辐射场通常伴随有γ辐射。根据对混合辐射场测量得到的微剂量谱,将γ辐射的剂量贡献部分从中子辐射中区分出来。依据具体实验环境,使用蒙特卡罗方法进行了模拟计算。计算结果与实验数据取得较好的一致性,从而验证所建立的TEPC测量中子辐射场吸收剂量的方法是可行的。     

固定式周围剂量当量率仪原位校准技术研究

固定式周围剂量当量率仪广泛分布于核电厂内部,用于常规连续监测或核事故后应急监测。由于采用固定安装,不便于拆卸送往计量实验室进行校准。为了确保固定式周围剂量当量率仪的量值准确,结合蒙特卡罗方法研制了周围剂量当量次级标准电离室和便携式γ射线辐照装置,并开展原位校准实验。将原位校准因子与实验室得到的校准因子进行比较分析,结果证明利用便携式γ射线照射装置配合周围剂量当量次级标准电离室能够较好的解决固定式周围剂量当量率仪的原位校准难题。