γ射线透射法检测输油管道油垢的标定实验研究

用γ射线透射法对新疆克拉玛依油田φ74mm输油管道油垢的检测进行了标定实验研究，测量了该管道的油垢厚度响应曲线，其结果表示为In(N0／N)=0．00392d—0．00677，并研究了保温层对测量结果的影响。实验装置由^137Csγ放射源和Nal(Tl)闪烁探测器组成。测量结果表明：油垢厚度响应曲线是灵敏的，保温层对测量结果影响不大。     

管壁腐蚀对γ透射法测油垢厚度响应的影响

研究了利用γ射线透射幅度谱测量油垢时管壁腐蚀对响应的影响。模拟实验装置由^137Csγ射线的准直束、NaI(T1)探测器和BH1224多道谱仪组成。结果表明：对数响应与油垢厚度呈线性关系，测量油垢厚度准确度为1mm；对数响应与管壁腐蚀间也呈线性关系，测量管壁腐蚀准确度为0．1mm。     

用γ射线透射幅度谱研究管道油垢厚度的响应

用γ射线透射幅度谱研究石油管道内油垢厚度响应的模拟实验装置由^137Cs γ射线的准直束与准直的NaI(T1)探测器组成。模拟装置使用了BHl224型多道谱仪，油垢样品来自新疆。实验结果表明：在响应的对数与油垢厚度间存在很好的线性关系；油垢的测量精度为0．19cm。     

快中子透射法测管道油垢的初步研究

利用快中子透射法检测管道油垢，其实验装置由Am-Be中子源、ZnS探测器和BH1224多道谱仪组成。用石蜡仿油垢，铁板仿管壁。实验结果表明，透射率倒数的对数与标定石蜡厚度间具有很好的线性相关性，相关系数为0.999 6，在本实验装置和条件下，测厚准确度为0.6 mm.     

管道口径对快中子检测油垢厚度响应的影响

利用快中子透射法和散射法研究管道口径在62.0mm~126.5mm范围内对测量输油管道油垢厚度响应的影响。实验装置由中子源、中子探测器和微机多道谱仪组成。结果表明:在透射法中,随着管道口径的增加,检测输油管道油垢的灵敏度减小,线性相关系数的平均值为0.993 0,测量精度平均为0.698 4mm。在散射法中,应用指数拟合的结果较好,将数据线性处理,取线性区间,结果显示,随着管道口径增加,线性区间在增大,线性相关系数的平均值为0.958 3,平均测量精度为0.625 7mm。实验结果对进一步开展快中子检测输油管道油垢厚度的研究有一定的指导作用。     

油垢厚度检测中的入射中子束设计

在中子背散射测量技术中,由于中子的自屏蔽效应,使测量的背散射热中子计数出现非线性,并趋向于饱和,引起测量精度下降,测量范围受到限制。本工作通过简单模型,采用文献提出的技术原理,初步探讨热中子和超热中子入射比对油垢厚度检测中非线性的改善情况。由简单模型和实验测量结果比较可见,采用中子背散射测量油垢厚度时,将热中子和超热中子按一定的比例入射,有助于改善非线性效应,提高油垢厚度检测的水平。     

用γ射线透射法测量输油管道油垢的厚度响应

用γ射线透射法对克拉玛依油田输油管道油垢检测进行了实验研究，测量了油垢的厚度响应，并对测量方法进行了研究，实验测量装置由^137Csγ放射源性和NaI(Tl)闪烁探测器等组成，结果表明：油垢厚度 响应ln(N0/N)=0.00548d-0.0046，油垢厚度响应是灵敏的。     

137Csγ射线透射法检测输油管道油垢的初步实验研究

用γ射线透射法对新疆克拉玛依油田输油管道油垢检测进行了实验研究。实验测量装置由13 7Csγ放射源和NaI(Tl)闪烁晶体探测器等组成。克拉玛依油田油垢厚度响应为ln(N0 /N) =0 .0 0 5 4 8d -0 .0 0 4 6 ,石蜡厚度响应为ln(N0 /N) =0 .0 0 5 2 2d -0 .0 1 2 6。结果表明 :油垢厚度响应比石蜡厚度响应更灵敏。     

γ透射法测管道油垢厚度响应的宽束影响

对利用γ射线透射幅度谱测管道油垢厚度响应的宽束影响进行了研究。模拟实验装置由137Cs γ射线的准直束、NaI(TI)探测器和BH1224多道谱仪组成。实验结果表明:响应与油垢厚度呈线性关系。利用光电峰区测垢,标定直线的斜率为负值;利用康普顿峰区测垢受宽束的影响,其标定直线的斜率为正值,但随管道直径增大斜率迅速减小。利用全谱测垢,对于细管道斜率为正值,对于粗管道则为负值。实测的修正因子β与1的偏差均<2％。     

保温层对快中子检测油垢厚度响应的影响

利用快中子透射法和散射法研究了保温层厚度在0～72mm时对测量输油管道油垢厚度响应的影响。实验装置由中子束发射器、中子探测器和BH1224型微机多道谱仪组成。实验结果表明：在油垢厚度较小时,随着保温层厚度的增加,检测输油管道油垢的灵敏度减小,但对透射法的影响比散射法小;透射法中子计数适合于半对数进行线性拟合,R²的平均值为0.9958;散射法中子计数适合于二次多项式拟合,R²的平均值为0.9979。     

医院中子照射器中子束流出口处热中子注量率的测量

医院中子照射器是基于微型反应堆而设计的专门用于硼中子俘获治疗（BNCT）的核反应堆装置,其额定功率为30 kW。在堆芯相对两侧分别设有一条热中子束流和超热中子束流用于病人照射,在热中子束流内引出一条实验用热中子束流,用于瞬发γ法测量病人血硼浓度。本工作利用²³⁵U裂变靶和白云母探测片测量了热、超热和实验用热中子束流出口处的热中子绝对注量率。结果显示,在30 kW额定功率运行时,热、超热和实验用热中子束流出口处的热中子注量率分别为1.67×10⁹、2.44×10⁷和3.03×10⁶ cm^-2•s^-1。以上结果达到了BNCT设计要求,并能满足瞬发γ测量血硼浓度的要求。     

241Am-Be中子源紧凑型屏蔽装置及辐照器设计

²⁴¹Am-Be中子源被广泛用于实验研究,为保护实验人员免受中子及γ射线照射,需要设计适当的屏蔽。利用蒙特卡罗方法计算中子透射不同材料后的能谱分布与剂量,优选各层屏蔽材料种类与厚度,设计一套²⁴¹Am-Be中子源紧凑型屏蔽装置。装置由内而外采用钨+聚乙烯+含硼聚乙烯+不锈钢进行防护,外表面周围剂量当量率H^*(10)低于10μSv/h,满足辐射防护要求。同时对装置内部热中子、超热中子和快中子注量分布进行研究,确定装置快中子和热中子输出通道最佳位置。在辐照装置同时开放快中子和热中子通道进行实验测试时,需要设置距离大于130 cm的控制区,以保障操作人员安全。     

D-T中子源束斑尺寸测量技术及应用

D-T中子发生器作为高能中子源,已用于特种核材料的有源探测技术中,利用时间符合法可实现被测物体的多模式成像,而中子源束斑尺寸是影响成像位置分辨的一个重要的因素。因此,结合D-T反应的特点和实际应用环境,开发了n-α关联符合测量确定中子源束斑尺寸的方法。利用该方法对小型移动中子发生器的束斑尺寸进行了测量,获得的束斑尺寸为（2.8±0.9） mm,与用CCD相机直接观测得到的约3 mm的测量结果一致,证明了该方法测量束斑尺寸的可行性。该方法也可用于辅助D-T中子源调束和关联粒子成像实验过程中的束斑监测。     

Beam Spot Size Measurement Technology and Application for D-T Neutron Source

As a high-energy neutron source, the D-T neutron generator has been used in the active detection technology of special nuclear materials. The time coincidence method can be used to achieve multi-mode imaging of the measured object, and the beam spot size of the neutron source is a very important factor that affects the imaging position resolution. Therefore, combined with the characteristics of D-T reaction and practical application environment, a method for n-α correlation coincidence measurement to determine the beam spot size of neutron source was developed. This method was used to measure the beam spot size of a small mobile neutron generator. The beam spot size obtained is （2.8±0.9） mm, which is consistent with the measurement result of about 3 mm obtained by direct observation with CCD camera, which proves that this method is feasible. This method can also be used to assist D-T neutron source beam tuning and beam spot size monitoring in associated particle imaging experiments.     

ECR离子源实验台的研制

介绍了ECR离子源实验台的工作原理、基本结构和研制过程。作为实验和测试平台,ECR离子源实验台可以很方便的调整离子源各参数,在靶上得到好的束流品质。通过对部件的改进和调试,解决了束流较小的问题,使ECR离子源工作在最佳状态。上述结果可用于中子发生器的运行调试。因此,ECR离子源实验台是强中子发生器所必需的实验设备。与国内外的ECR离子源相比,ECR离子源实验台主要着眼于中子发生器的模拟实验,在结构上强调小型化、实验平台化,在功能上要求能够在线测量许多重要参数。测量结果表明,ECR离子源实验台技术指标达到设计要求。     

Development of high-frame-rate neutron radiography and quantitative measurement method for multiphase flow research

In relation to the establishment of thermal neutron radiography as a measurement method with high accuracy and reliability, this paper reviewed the present status on the development of high-frame-rate neutron radiography with a steady thermal neutron beam and its application to multiphase flow researches. This review included also the present progress on the quantification of neutron radiographic image at Kyoto University, i.e. (1) quantitative method to measure void fraction of two-phase flow with thermal neutron radiography (Σ-scaling method), (2) influence of scattered neutrons on void fraction measured by neutron radiography, (3) measurement error of neutrons in a low neutron flux field, (4) error in void fraction measurement due to low gray level, and (5) measurement error due to low imaging speed Moreover, a new experimental approach on a total macroscopic cross section for thermal neutrons measurement by neutron radiography was presented. This paper revealed neutron radiography to be a promising visualization and measurement method in thermal hydraulic research.     

中国散裂中子源反角白光中子束斑测量

中国散裂中子源（CSNS）反角白光中子（Back-n）束斑品质是核数据测量和其他物理实验的基础。利用像增器脉冲选通特性和飞行时间法搭建了一套具有时间分辨能力的成像系统,其空间分辨小于1 mm,初步实现了束斑轮廓、尺寸和非均匀性等特性参数的测量和定量分析。在距散裂靶约55、75 m处测得束斑FWHM分别为55、63 mm,对应峰值强度约75%处束斑直径分别为50、60 mm,且束斑边缘陡峭,呈台阶状。分析表明,束斑轮廓、尺寸和非均匀性等特性参数均与中子能量无关,在束斑中心区域80%范围内非均匀性小于10%。测量结果表明,CSNS反角白光中子源物理终端具有较好的中子束斑品质,可开展较高精度的核数据测量。     

医院中子照射器物理启动

医院中子照射器是专门用于硼中子俘获治疗的核装置。在堆芯相对两侧,设有热中子束流和超热中子束流用于治疗,另外,在热中子束流内引出1条热中子束流用于病人血硼浓度测量。本文介绍其物理启动的6个实验,实验结果表明：满功率最大运行时间为12 h,最终后备反应性为4.2 mk,满功率运行时各工艺房间辐射水平满足设计辐射分区要求,4.2 mk反应性释放实验证明医院中子照射器具有固有安全特性。     

中子相衬成像技术初步研究

利用不同材料的中子质量衰减系数不同而获取样品内部的结构潜像,属于吸收散射衬度成像;而相衬成像是基于中子的波动性,当中子波穿过样品时,由于样品对中子的折射,不同厚度、不同材质引入的相位差不同,从而导致波前畸变,畸变的波前在穿过样品后作为次波源互相干涉成像,从而获取样品内部结构潜像。研究工作通过数值模拟方法分析了中子相衬成像过程,并基于反应堆中子照相装置进行了不同条件下的多色热中子相衬成像实验。模拟与实验结果表明,在适当准直比条件下,铝材料边缘将出现明显的边缘增强效应,该效应与准直比、样品与转换屏之间的距离密切相关。