加速器热中子照相装置CCD芯片屏蔽的模拟计算

建立了研究加速器中子源热中子照相装置CCD芯片屏蔽效果的蒙特卡罗模拟方法,对γ与中子吸收剂量率的模拟计算结果与实验相符.进行了基于9Be(d,n)反应的热中子照相装置屏蔽系统的优化设计,在复杂几何条件下用蒙特卡罗模拟分别计算了CCD芯片在中子、γ混合场中的吸收剂量率和快中子注量率,对CCD相机在辐射场中安全性能进行了评估.     

基于14MeV质子回旋加速器的BNCT中子源实验终端设计

随着加速器技术的发展,基于加速器的硼中子俘获治疗装置越来越受到国内外关注。为了研究基于能量为14 MeV、流强为80μA的回旋质子加速器获得硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy,BNCT）中子源的可能性,利用Geant4软件对中子产生靶以及束流整形组件进行了优化设计,旨在获得理想的超热中子束实验终端。由于加速器的流强较低,增设了天然铀作为中子倍增器以提高中子注量。经过对铍靶、天然铀增殖层、AlF₃和TiF₃复合慢化体、热中子吸收层和γ屏蔽层等进行优化设计,在束流出口处能够获得超热中子占比高达95.6%,注量率可达6.26×10⁷n·cm^-2·s^-1的中子源终端。该方案可初步用于加速器BNCT中子源实验终端的技术验证。     

小型源热中子照相装置准直慢化系统设计

小型中子源中子照相技术具有便携性强,应用范围广的优点,在检测一些较大或难以移动的样品时较固定式(反应堆中子源)中子照相系统具有优势.采用MCNP软件对一小型中子源中子照相装置的热中子准直屏蔽系统进行了理论设计,确定中子慢化体由238U和聚乙烯构成,辅以石墨反射层和硼聚乙烯吸收层,经优化计算,预计成像处热注量率达104 ...     

西安脉冲堆热柱孔道中子束流参数测量

采用飞行时间法测量了西安脉冲堆热柱孔道热中子束流中子能谱分布,能谱测量结果较Thermal Maxwellian理论谱偏软,中子谱平均能量为0.042±0.01eV.采用金箔活化法测得热柱孔道出口前端热中子注量率为1.18×105 cm-2·s-1,热中子注量率测量的不确定度为3%.     

基于可移动紧凑加速器D-T中子源的热中子层析实验研究

中子照相是十分重要的无损检测方法之一,尤其是针对含氢材料、同位素等的无损检测,中子照相技术具有其他射线成像不可比拟的优势。中国工程物理研究院核物理与化学研究所基于紧凑型D-T中子源,研发了可移动中子成像检测仪,成功实现了热中子照相和快中子照相实验检测。为确定基于该装置开展热中子层析检测的可行性,本文进行了数值模拟计算,利用该仪器开展了针对轻重材料模拟件的热中子层析成像实验,利用采集的181幅投影图像,在图像信噪较低和采集幅数较少条件下,成功重建了铝和聚乙烯材料包裹下的0.2 mm直径的钆丝。     

241Am-Be中子源快中子成像研究

中子成像是一种与X射线成像互补的无伤探测技术。快中子比热中子等低能中子具有更强的穿透力而适合更厚材料的检测。但是快中子难于探测使得快中子成像研究直到最近几年才受到人们的重视。同位素和加速器中子源适合发展可移动中子成像无伤检测系统，而且同位素中子源还有发展便携式无伤探测系统的潜能。本文介绍作者利用同位素中子源241Am-Be开展快中子成像研究的初步结果。     

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。     

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?30 cm视野范围内的中子注量率为4.80×10~7 cm~(-2)·s~(-1),其中直射中子注量率为4.09×10~7 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。     

半导体夹心谱仪测量裂变中子能谱的不确定度

本文通过对中子能谱的不确定度的阐释,明确提出了中子能谱的不确定度应理解为能区份额或某一能量范围内中子注量(率)的不确定度。以6 Li夹心半导体中子谱仪测量CFBR-Ⅱ堆泄漏中子谱为例,对3个典型能区的中子注量率谱的不确定度进行了分析。当全谱中子注量率为3.00×107 cm-2·s-1时,0~20keV能区内的中子注量率为5.70+2.38-0.33×105 cm-2·s-1(不确定度中的包含因子k=1),0.59~0.61MeV能区内的中子注量率为(4.32±0.87)×105 cm-2·s-1(k=1),4.99~5.01MeV能区内的中子注量率为0.094+0.028-0.022×105 cm-2·s-1(k=1)。     

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.     

羊八井太阳中子望远镜

作为一个覆盖全球的太阳中子望远镜观测网网点．与羊八井现有的28支NM-64组成的中子监测器联合，在第23太阳活动周对一个伴随X3．3级太阳耀斑可能的中子事件进行了观测。     

能谱变化对239Pu裂变室测量快中子注量的影响

热中子和共振区的中子在快中子临界装置中所占的份额很小,但是由于其相对大的截面,在慢化物存在的情况下,热中子和共振中子份额的微小变化,对^239Pu裂变室测量中子注量的结果影响很大。通过测量^239Pu裂变电离室在包镉和包硼、周围有无慢化物等情况下的反应率,Au、In活化片的镉比,S活化片在能谱变化下与^239。Pu的反应率比等,分析了快中子临界装置中热中子和共振区中子的分布,讨论了中子能谱变化对^239Pu裂变室测量快中子注量的影响及解决办法。     

Supermirror neutron guide system for neutron resonance spin echo spectrometers at a pulsed neutron source

A neutron guide system for neutron resonance spin echo spectrometers has been constructed at BL06 of the Japan Proton Accelerator Research Complex, Materials and Life Science Experimental Facility. The spectrometers consist of two types of neutron spin echo instruments, a modulated intensity by zero effort instrument (MIEZE) and a neutron resonance spin echo instrument (NRSE), to cover a wide energy range for various sample environments. A neutron beam from the moderator is deflected by supermirror neutron guides, split, and separately guided into the MIEZE and NRSE. The characteristic wavelengths of the neutron guide tube for the MIEZE and NRSE are 2.9 and 4.9 Å, respectively. The cross sections of the exit of the MIEZE and NRSE guides are 15 mm × 50 mm and 30 mm × 50 mm, respectively. The neutronics and shielding design were optimized by using the heavy ion transport code system (PHITS), and the absolute average neutron fluxes at the exits of the MIEZE and NRSE guides are estimated to be 2.7 × 10⁸ and 6.9 × 10⁸ n/cm²/s/MW, respectively. The measured fluxes of the MIEZE and NRSE neutron guides are 0.56 and 0.95 times the calculated values, respectively.     

~(241)Am-Be源在煤中所形成中子场的参数拟合

研究了7种煤中主要元素对241Am-Be中子源在煤中形成中子场的影响,给出了描述中子场中快中子和热中子数量变化曲线的经验公式和拟合参数。     

Study of the neutron multiplication effect in an active neutron method

The neutron multiplication effect appears when an item contains large amounts of nuclear material. The neutron multiplication effect in this paper means the effect of subsequent fission reactions which are caused by fission neutrons produced by interrogation neutrons from a neutron generator. The previous active neutron method could not distinguish between first-fission and subsequent-fission neutrons and might overestimate the amount of nuclear material. However, the neutron multiplication effect in the active neutron method has not been adequately investigated. We discuss the evaluation method of the multiplication effect in the fast neutron direct interrogation method, one of the active neutron methods, using simulations with the Monte Carlo code MVP and experiments involving uranium waste drums. The first-generation neutrons from an external neutron source generate fission neutrons called second-generation neutrons, the second-generation neutrons generate third-generation neutrons, and so on. This study supposes that the neutron multiplication effect is mainly caused by the third-generation neutrons under the condition that the fourth-generation neutrons are much fewer. This paper proposes a correction method for the neutron multiplication effect in the measured data.     

光子剂量计对14.5MeV中子的相对灵敏度(K_U)的测定

在n-γ混合场中,普遍采用双探测器测量生物组织的中于吸收剂量。当用组织等效电离室(T)和光子剂量计(U)组合,测量中子吸收剂量(D_n)和伴随的γ剂量(D_γ)时,将有如下方程组:     

测量热中子的CR－39 SSNTD

阐述了ＣＲ－３９ＳＳＮＴＤ实现热中子测量的机理，介绍了热中子ＣＲ－３９ＳＳＮＴＤ的制造方法及其在个人中子剂量计中的初步应用。     

虚拟仪器技术在D-T靶中子管中子产额测量中的应用

虚拟仪器是计算机辅助测试（CAT）领域内最具活力的一项技术。介绍了利用虚拟仪器编程语言Labwindows／CVI的强大功能实现中子测试过程中探头标定、信号采集、测量分析和结果处理的一次实践。     

中子计数器探测效率的校准

设计制作了一个 BF3长硼中子计数器 ,采用伴随粒子法标定了其中子探测效率 ,约为 3.17×10 -4 ( 1± 18% )。利用这个中子探测器测量了中子管脉冲中子产额 ( 10 7/ pulse)     

Generalized analysis method for neutron resonance transmission analysis

Neutron resonance densitometry (NRD) is a non-destructive analysis method, which can be applied to quantify special nuclear materials (SNM) in small particle-like debris of melted fuel that are formed in severe accidents of nuclear reactors such as the Fukushima Daiichi nuclear power plants. NRD uses neutron resonance transmission analysis (NRTA) to quantify SNM and neutron resonance capture analysis (NRCA) to identify matrix materials and impurities. To apply NRD for the characterization of arbitrary-shaped thick materials, a generalized method for the analysis of NRTA data has been developed. The method has been applied on data resulting from transmission through thick samples with an irregular shape and an areal density of SNM up to 0.253 at/b (≈100 g/cm²). The investigation shows that NRD can be used to quantify SNM with a high accuracy not only in inhomogeneous samples made of particle-like debris but also in samples made of large rocks with an irregular shape by applying the generalized analysis method for NRTA.