SPRR-300反应堆中子照相装置准直系统的研制

准直器是中子照相装置的关键组件之一．利用石墨为慢化剂．铋为γ过滤器。采用光阑直径、准直器长度、石墨塞长度可调以实现准直比和镉比的大幅度调节．钢结构水箱快门完成了SPRR—300准直系统设计。实验结果显示设计是合理的．成像质量达ASTM-86达二级以上．能满足不同成像技术和不同样品的中子照相需求。     

小型中子源高能中子照相装置准直屏蔽系统设计

准直屏蔽系统是中子照相装置的必要设备。本文采用蒙特卡洛中子输运程序(MCNP)等软件对高能中子准直屏蔽系统进行理论设计,初步确定了其材料构成和外观尺寸,从理论上确定了装置包括成像处注量率、成像距离及相应视场等关键参数。     

中子Soller准直器摇动曲线的蒙特卡罗模拟和分析

中子Soller准直器是中子散射谱仪一种常用部件,主要用于限制中子束流的发散度,提高中子谱仪的分辨率。准直器的准直角是描述其性能的一项重要技术指标,通过摇动曲线的实验测量获得。本文基于实验测量需求和方法,利用中子射线追踪模拟蒙特卡罗程序McStas对中子Soller准直器摇动曲线实验测量过程进行了蒙特卡罗模拟计算,并对计算结果进行实验对比和解析分析。分析结果表明,模拟计算、实验数据和理论解析三者符合较好,验证了模拟方法的可行性。通过多方法结合来研究摇动曲线,可提高测量分析结果的可靠性,类似的方法也可扩展应用于其他中子光学部件的测试分析。     

用无本影装置测定中子照相射线束的准直比

本文介绍了一种用无本影装置测定中子照相射线束准直比的方法，用这种技术通过对无本影装置影像的分析就可以确定中子束的准直比，而不需要测量和计算准直器系统的有关物理量。     

D-T中子源快中子照相准直屏蔽系统设计

减少散射中子对成像质量的影响是快中子照相的关键技术之一。本文采用MCNP程序完成了D-T中子源快中子照相准直屏蔽系统的设计,该设计具有很好的中子散射屏蔽效果,能够将实验室墙壁的散射中子数量降低一个量级,大大减少了成像的对比度失真;同时,能够增加约20%的中子源强,提高了成像速度。     

脉冲中子测量中的准直器设计

为满足脉冲中子探测系统对辐射屏蔽的要求,在利用MCNP程序模拟计算准直孔分别为圆柱形直孔和锥形孔的屏蔽效果基础上,设计了圆柱形直孔+锥形孔的准直器结构,准直器采用铁35cm厚+聚乙烯20 cm厚+铅15 cm厚的组合材料。理论计算表明:该准直器用于反冲质子探测系统时,探测系统输出信号与干扰信号的比值大于10。     

MC法模拟多路平行束准直器对比度

采用MC法模拟设计了用于SPECT成像的多路平行束(MPB)准直器,将MPB系统重建的模具图像与平行束(PB)系统重建图像进行对比。用OS-EM迭代算法重建图像并计算对比度、信噪比、归一化标准偏差三个指标用于评价图像质量。结果表明:随着迭代次数增加,MPB系统重建图像中热源的对比度高于PB系统,对于小半径热源这个差值更明显,但是冷源的对比度低于PB系统;两个系统有可比较的重建图像收敛速度,随着迭代次数增加,MPB系统的噪声特性略差于PB系统。     

蒙特卡罗方法在Soller中子狭缝准直器优化设计中的应用

Soller型中子狭缝准直器是中子散射谱仪部件之一，用来对中子束流进行准直。准直器的设计不仅需要对吸收材料进行选择，吸收材料的厚度选择也很重要。准直器的透射率和空间的限制对准直器的长度提出要求。应用以蒙特卡罗方法为基础的模拟计算对准直器进行优化设计是一种新的尝试。采用MCNP程序对准直器的长度和吸收片厚度进行了模拟优化设计，并对计算结果进行了评定。     

D-T快中子照相准直屏蔽体设计及中子束特性的模拟研究

设计一个用于氘氚(D-T)快中子照相的准直屏蔽体系统,对D-T中子发生器快中子在准直屏蔽体材料中输运的MCNP模拟研究,给出准直中子束的中子能谱、注量率及均匀性、γ射线能谱和γ射线注量率等重要参数.模拟结果显示,用D-T中子发生器中子源和合理的准直屏蔽体系统可得到快中子照相所需的准直快中子束.     

基于甄别级CdZnTe探测器阵列康普顿散射准直器优化设计

基于阵列探测康普顿散射原理,利用MCNP等软件就如何提高康普顿散射探测效率和探测质量进行了仿真,仿真结果给出了较好的散射检测视角及有效的检测视角范围。同时,结合甄别级CdZnTe阵列探测器特点,优化设计了相应探测装置的准直器结构,实现了对多角度散射信息的检测,提高了检测效率,降低了其它散射干扰。     

14 MeV快中子照相准直屏蔽系统的设计与优化

基于强流氘氚中子源科学装置HINEG设计了一套快中子照相准直屏蔽系统。采用中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC和ENDF/B-Ⅶ.0数据库计算了准直中子束的中子能谱及注量率、γ射线能谱及注量率、直射中子注量率与γ射线注量率比值（φ_d/φ_γ）、直射与散射中子注量率比值（φ_d/φ_s）、准直束中子注量率的不均匀度等特性参数,并采用MCNP5程序进行了对比验证。研究了准直屏蔽系统的内衬材料、尺寸等对特性参数的影响规律,并通过优化获取了最优设计方案。计算结果显示,在同等计算条件下,SuperMC计算结果与MCNP计算结果相对偏差小于1%,准直屏蔽系统的φ_d/φ_γ为50.1,φ_d/φ_s为5.7,在Φ30 cm视野范围内的中子注量率为4.80×10⁷ cm^-2•s^-1,其中直射中子注量率为4.09×10⁷ cm^-2•s^-1,中子注量率不均匀度为5.8%,满足快中子照相对准直束特性参数的要求。     

D-T中子管屏蔽过滤系统设计

中子监测是辐射场所监测的常规项目之一,提高辐射监测仪的标校技术在确保监测质量方面显得尤为重要,针对辐射监测仪受现场和工作条件限制不能上溯至较高的国家计量标准进行校准的问题,提出了贮存场所辐射监测仪现场标校技术研究。为获得单能中子源,实现涉核场所的现场标校,分析了D-T中子管的结构特点和中子源特点,采用蒙特卡罗方法模拟了典型材料与不同能量中子的作用效果,将多层屏蔽材料进行组合优化,得到了屏蔽中子管中子源的最佳方案。在此基础上,设计了锥形准直过滤结构,利用蒙特卡罗方法模拟了准直结构作用效果。结果表明,锥形准直过滤结构可获得单色性能较好的14.1MeV、0.18MeV和热中子等单能中子,为现场标校提供了多个单能源。     

中国散裂中子源反角白光中子源准直器的设计与测试

为获得核数据测量所需的束斑形状及较低的实验本底,反角白光中子源需通过准直器对束流进行刮束准直。以中子开关为例,根据相关要求确定了整体的设计方案。通过将挡块一分为二的设计,解决了小直径深孔加工的难题。利用有限元分析软件,优化了真空盒的外形结构及密封方式。针对挡块的工作环境,搭建了可用于真空的高精度耐辐射移动平台。经测试,中子开关的主要技术指标均满足要求,说明设计合理。     

Development of a Small-Aperture Slit System for a High Collimator Ratio at the Thermal Neutron Radiography Facility in JRR-3

A small-aperture slit system has been developed and installed to enhance the collimator ratio (“L/D”) of the thermal neutron radiography facility (TNRF) in JRR-3. The degree of unsharpness on neutron images is reduced by increasing the L/D. The small-aperture slit system increased the L/D by creating a small aperture size (“D”). Image sharpness improved when the aperture size was reduced to below 10mm by 10mm in the TNRF. On the other hand, there was almost no difference in unsharpness on images obtained above 10mm by 10mm in aperture size. These results indicate that an aperture size of less than 10mm by 10mm should be used for high-spatial-resolution imaging at the TNRF. The beam area of the small-aperture slits was relatively small in comparison with that of a conventional large collimator, though gradually increasing with increasing aperture size. Even with an aperture size of 5mm by 5 mm, the practical beam area for imaging examinations corresponded to around 25mm by 20 mm, which is enough area to carry out high-spatial-resolution imaging.     

Television Imaging System for Fast Neutron Radiography Using Baby Cyclotron

Abstract

A television imaging system for fast neutron radiography (FNR-TV) developed using the fast neutron source reactor YAYOI was applied to the baby-cyclotron based fast neutron source to get images of thick objects quickly. In the system the same technique as a current television imaging system of thermal neutron radiography was applied, while the luminescent converter was used to detect fast neutrons.

Using the CR39 track etch method it took about 7 h to get an image, while the FNR-TV only 20 s enough for taking the same object. However the FNR-TV imaging result of the simulation model of a large explosive device for the space launch vehicle of H-2 type was not so good as the image taken with the CR39 track etch method. The reason was that the luminescence intensity of the FNR-TV converter was a quarter of that in the YAYOI.     

快中子照相样品散射本底及图像特性的Monte Carlo模拟

模拟了14MeV中子在穿透样品后与闪烁体光纤的作用。对每根光纤中的能量沉积进行了计算,并转换成可见光(496nm)光子数在模拟实验中,分析了影响图像质量的因素。首先计算了散射中子本底与闪烁体和样品(聚乙烯)间距的关系。当间距为厘米量级时散射中子本底对图像的影响很小。其次,计算表明系统对样品的甄别厚度与入射中子总数N有关,在一定范围内近似与logN成线性关系。最后,通过模拟结果给出了理想平行中子束入射情况下系统的平面分辨率。     

中国散裂中子源通用粉末衍射仪准直器腔体设计

准直器作为降低谱仪本底的关键设备,在中国散裂中子源谱仪建设中非常重要。本文选用7A09铝合金作为窗体材料对准直器腔体进行真空密封;综合考虑中子透过率及窗体机械性能的要求,参考中子飞行轨道的几何约束,利用有限元模拟和解析计算相互验证的方法给出了放射状粗糙准直器的密封窗口结构。对准直器腔体同样采用有限元模拟和解析计算两种方法进行设计,给出了真空条件下的设计结果。