快中子能谱在线测量的反冲质子望远镜响应模拟研究

快中子能谱是基于散裂中子源开展大气中子单粒子效应研究的关键输入参数,在线测量宽能区快中子能谱在近散裂靶位置面临飞行时间法不确定度大、中子通量高、本底干扰强等问题。设计了反冲质子望远镜(RPT)系统,利用Geant4模拟了20～200 MeV中子轰击不同厚度聚乙烯转换靶产生的反冲质子产额、角分布以及能谱,为优化探测系统设计提供了指导依据。通过模拟硅探测器与新型快响应CLLB闪烁体组成的二重符合RPT系统对入射中子的响应,分析了影响探测系统探测效率和能量分辨率的因素,确定了聚乙烯转换靶厚度为1 mm、符合质子探测器摆放角度为26.6°和探测器尺寸等重要参数,得到了RPT系统的中子响应函数矩阵,并计算了其探测效率达10-5,对高中子通量和复杂本底干扰环境下的快中子能谱在线测量具有指导意义和参考价值。     

硅半导体二重符合反冲质子望远镜

文章叙述半导体二重符合反冲质子望远镜的调试和在14MeV中子源上与伴随粒子法的比对测量。     

反冲质子谱的计算模拟及氢深度分布的研究

本文介绍了一种弹性反冲探测分析冲质子谱模拟的计算方法。用这种方法对４０ｋｅＶ质子注入硅中和非晶硅薄膜中氢浓度的深度分布进行了研究，并取得了良好的结果。     

D-T中子源的反冲质子望远镜模拟研究

为了设计用于监测D-T中子产额的反冲质子望远镜系统,采用MCNP程序模拟了14MeV中子在不同厚度的聚乙烯膜上产生的反冲质子的产额、能谱及角分布,通过对反冲质子的产额、能谱和角分布数据的分析,给出了用于D-T中子产额监测的反冲质子望远镜系统的聚乙烯膜最佳厚度和探测器放置位置。建立了D-T中子源模型,模拟设计了反冲质子望远镜系统,并给出了系统的探测效率。     

中子通量测量的质子反冲望远镜

研制了用于测量D-T中子通量的质子反冲闪烁望远镜,望远镜由二个对带电粒子响应的半导体探测器(△E)和一个CsI(TI)闪烁探测器(E)组成.利用脉冲形状甄别技术抑制CsI闪烁探测器的γ射线本底,△E探测器的高偏压对提高信噪比是重要的.二个△E探测器和一个E探测器实现了三重符合.在三重符合条件下,通过有、无辐射体的测量得...     

平面型硅快中子剂量探测器初步研究

介绍了平面型硅快中子剂量探测器,初步探索了探测器的中子剂量响应与PN结长和结宽的关系。基于239Pu-Be中子辐射实验结果,可以得出探测器电压随中子剂量线性变化的结论。对探测器等效电阻进行了计算,给出了测试电流为1~10 mA时平面型硅快中子剂量探测器的电流、电压和中子剂量的关系式。     

反冲质子磁分析技术的研究进展

反冲质子磁分析技术作为探测聚变中子能谱的新技术,具有能量分辨率和信噪比高的优点,适合混合干扰和宽量程中子注量率条件下的测量,已经成为聚变装置中子诊断的重要手段.介绍了国际上几个大科学装置研制的反冲质子磁分析谱仪和实验结果,磁质子反冲谱仪(MPR),磁分析系统使用两块分离的电磁铁,能量分辨率达2.5％;磁反冲谱仪(MRS...     

一台测量快中子辐射俘获截面的大液体闪烁探测器

为了测量快中子辐射俘获截面,我们研制了一台测量γ射线的球形液体闪烁探测器,其直径为1m,容积680l。该探测器属4π几何类型,探测器效率达80％以上。为了降低本底,除了用10cm厚的铅和40cm厚的石蜡建成屏蔽室外,还采用符合方法,使本底计数小于100cps。探测器已经在2.5MeV脉冲质子静电加速器上测量了金、钽和铥等元素的辐射俘获截面。     

静态真空度对PIN-反冲质子探测系统测量的影响

在用于脉冲中子辐射场测量的PIN-反冲质子探测系统中,静态真空的获得和保持是顺利开展测试、获取可信结果的重要保证。论文从真空度对测量产生影响的两个主要方面着手进行了研究:(1)计算了真空度对中子测量计数损失的影响;(2)分析了适于PIN探测器使用的真空条件。从两方面综合考虑,提出实际应用时将系统静态真空指标确定为百帕左右是合理和可行的。     

反冲质子探测系统中子灵敏度的Monte Carlo算法

在强流脉冲中子测量工作中,常利用PIN探测器测量中子与聚乙烯中的H核发生弹性散射产生的反冲质子.本文利用Monte Carlo技术进行快速计算的反冲质子探测系统中子灵敏度表达式,给出了算法和计算流程.     

测量反应堆快中子注量率的电流型宽禁带半导体探测器设计

为解决强流混合场快中子注量率实时测量的难题,本文基于反冲质子法,以耐辐照性能强、噪声低的半绝缘型（SI）GaN半导体材料为基础,采用带石墨平衡体及聚乙烯转换靶的并联结构,设计补偿式电流型探测器的方案,有效地降低了γ射线灵敏度。利用该探测器测量了西安脉冲堆1#径向孔道内混合场的快中子注量率,其结果与已有测量结果符合较好,验证了该方案的可行性。     

基于高压倍加器的快中子照相技术研究

本文详述了所建立快中子照相系统的性能和实验测试。依托中国原子能科学研究院的600kV高压倍加器,设计加工了线中子源和高L/D复合屏蔽准直器,开展了14 MeV快中子照相系统对聚乙烯、铝、铁和铅材料的空间分辨能力的实验研究。实验中分别采用了厚刀口法和狭缝指示器法,两种方法得到的实验数据相符合。研究结果表明,该快中子照相系统对单一材料能达到优于1mm的空间分辨能力,与理论计算结果相一致。     

紧凑型磁质子反冲谱仪磁分析系统的能量刻度

介绍了一种用于多种特定环境下脉冲氘氚聚变中子能谱测量的紧凑型磁质子反冲谱仪的磁分析系统。通过三维粒子输运和蒙特卡罗模拟对磁分析系统性能进行了分析,使用CR-39径迹探测器和多个能量α单能粒子对系统进行了能量刻度。结果表明,磁分析系统具有良好的能量离散与聚焦性能,对给定能量范围的反冲质子,能够以1.5%~2.1%的能量分辨率实现（0.5~1.4）×10^－4的探测效率。     

特快中子测量中探测器角度模拟与屏蔽条件实验研究

采用Geant4对100 Me V电子轰击Ta靶产生的中子和光子的能量和角度分布规律进行模拟研究,对特快中子和光子能量和数量的角度分布情况比较分析,确定了探测器的探测角度;结合中子能量测量原理与实验现场实际情况,确定了探测位置。在基础铅屏蔽条件下,对比不同厚度前向屏蔽铅的光子脉冲宽度分布,确定了特快中子能谱测量的最佳屏蔽铅条件。     

0.144~1.2MeV单能中子参考辐射场的建立

本工作利用2×1.7MV串列加速器建立了0.144、0.250、0.565和1.2MeV单能中子参考辐射场。所需能量的中子通过⁷Li(p,n)⁷Be和³H(p,n)³He反应产生。利用TARGET程序计算了中子注量谱，利用自行设计的反复充气式反冲质子正比计数器绝对测量了上述能量点的中子注量，合成标准不确定度≤2.0%。2001年参加了由国际电离辐射咨询委员会第三分部组织的单能快中子注量测量国际比对，取得了较为满意的结果。     

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。     

快中子诱发~(238)U裂变中子能谱的核-4乳胶测量

介绍了用核-4乳胶测量2.5 MeV中子诱发~(238) U裂变瞬发中子谱的实验条件和布局以及核乳胶中反冲质子径迹的显微镜读取和处理,并采用蒙特卡罗程序SRIM和拟合方法导出了该类乳胶中反冲质子的能量-射程解析关系式,进而反推得到了核乳胶处的裂变中子相对能谱,并进行了修正,最后将实验结果与经典的Maxwell理论模型计算谱进行了比较。结果表明,二者在不确定度范围内符合较好,验证了核-4乳胶在测量裂变中子谱高能段的有效性。     

磁约束聚变“点火”装置中聚变中子测量

概述了大、中型托卡马克在D-D和D-T运行条件下聚变中子能谱和强度的测量的最新方法;推介了几种最新的聚变中子探测器和能谱仪及活化分析方法;评估了各种聚变中子探测器和能谱仪的优势,适用的范围和技术方面的局限性。对即将建成的HL-2A(中环流器二号A型)托卡马克的聚变中子的泄漏能谱和辐射强度的时、空分辨测量以及研究聚变中子在通过中子倍增剂过程中的能谱变化,在探测器方面提供了几种可供选择的技术方案。     

MRPC探测快中子研究

介绍了多气隙电阻板室(MRPC)的结构和原理,用蒙特卡罗方法计算了MRPC对快中子的灵敏度,并进行了脉冲中子实验。实验表明,MRPC有望用于飞行时间法测量快中子能谱。