固体核径迹探测器在中子辐射监测中的应用

介绍固体核径迹探测器近年来在中子辐射监测中的主要进展,其中包括发现CR-39径迹探测器及其主要性能,以及监测中子剂量的方法与应用。     

慢化球中子探测器效率的实验刻度

一、前言球中心用~(239)Pu或~(235)U裂变材料做热中子探测器,用径迹探测器记录裂变碎片的慢化球中子探测器,不象球心用~6LiI(Eu)做热中子探测器的Bonner球和球心用小型BF_3正比计数器做热中子探测器的Ladu球那样需要成套的电子学设备,也不象用活化箔做球心热中子探测器那样,因产物衰变而在照射时间上受限制,因此使用简便,造价便宜,具     

基于CR39固体核径迹探测器的低能中子剂量测量方法初步研究

本文给出了一种采用固体核径迹探测器测量低能(0.5 eV以下能量)中子的双片径迹计数方法,利用蒙特卡罗模拟和实验,统计分析了低能中子引起的探测器单位面积径迹密度。结果显示,采用双片径迹计数方法,实现了CR39对于低能中子的响应,可以对低能中子引起的个人剂量进行估算。应用在中子职业个人剂量监测时,有效甄别了背景径迹的影响,因而降低了测量误差,对减小中子个人剂量监测的测量不确定度也是一个可行的方法。     

球形快中子监测器

本文描述一种由置于聚乙烯球腔内的慢中子探测器而组成的快中子监测器。聚乙烯球分为两个半球,外径为24.4厘米,厚度为6.2厘米,密度为0.92克/厘米~3,外包厚度为0.2厘米的两个镉制半球壳。中子能量在0.02～5兆电子伏之间,以BF_3计数器和~(235)U涤纶膜固体径迹探测器为中心探测器时,监测器的灵敏度在±15%和±12%以内为常数,其值为2.03计数/中子/厘米~2和1.13×10~(-6)径迹/中子;在15兆电子伏处,灵敏度下降约40%。源距大于80厘米,监测器的响应与距离的关系服从反平方律。监测器的角响应优于90%。该监测器可用于直接读数和累积读数。     

固体径迹探测器测量反应堆中子注量率的三角修正公式

给出了在用固体径迹探测器测量反应堆中子注量率时,反应堆启动过程对径迹计数影响的修正公式,即所谓的“三角修正”。该三角修正公式与反应堆功率上升周期和径迹探测器辐照时间有关。最后讨论了使该修整小于１％对周期和辐照时间的要求。     

超临界事故固体裂变径迹中子剂量计

阈探测器是研究中子能谱的一种有效工具,而中子能谱是解决某些辐射剂最学问题(其中包括确定紧急核事故中子剂量)所不可缺少的资料。用核乳胶和活化阈探测器测量事故中子剂量有一定的局限性。1967年,K.Becker 等人提出用“非照相方法”测量事故中子个人剂量的建议,并用天然铀和聚碳酸酯制作一种简单的裂变径迹个人中子剂量计~([1])。近年来,我们也研制了这种固体裂变径迹中子剂量计。在超临界紧急事故中,应用这种剂量计来测量中子剂量具有许多明显的优点:测量速度快,可测量的剂量范围大,环境适应性强和径迹计数能自动化等。其缺点是剂量计本身固有的γ放射性虽然已降低到很弱,但仍高出环境本底     

固体径迹探测器在中子辐射监测中的应用

1.基本原理 中子剂量测量是辐射剂量学的重要组成部分。自1962年以来,中子辐射的监测已越来越多地应用固体径迹探测器。这种新型的探测器是通过(n,f)、(n,a)、(n,p)等核反应和散射来探测中子的。由上述过程产生的次级带电粒子(裂变碎片、α粒子、质子和反冲核)在有机聚合物、玻璃和云母等探测材料上造成可蚀的损伤区域,经过一定的化学或电化学处理,在损伤区域显示出可见径迹。记录带电粒子径迹的密度和大小,可以测量中子的通量、剂量和能量。     

控制棒内中子注量率精细分布测量

我们采用小型固体核径迹探测器实现了多测点布置及有效地消除了缝隙泄漏中子影响等技术关键。成功地测得了小直径控制棒内中子注量率精细分布。 1.实验原理和方法 把由~(235)U电镀靶片和天然白云母片组成的探测器置入被测样品内。在反应堆中辐照后云母片上形成的径迹密度与所处位置的中子注量率成正比关系,     

固体径迹探测器在中子能谱测量中的应用

活化阈探测器法测量中子能谱,主要限于热能区和高能区(0.1MeV以上)的中子谱,其谱型与用不同方法所得的谱型相比差别不大,而中能区(0.55eV～0.1MeV)的谱型相差很远.其原因是缺乏适宜的中能中子的活化探测器。 把固体径迹探测器做为中能中子探测器,它与一组活化探测器结合起来可提供中子全能谱的数据,对现有一般活化探测器不能很好限制中能区域谱型的任意性有所改进。     

用固体核径迹探测器测量反应堆周围的快、热中子注量率分布

固体核径迹探测器体积小,不受湿热、振动、电源波动等的影响,能够长时间记录低注量率中子。我们用以测量反应堆周围的中子注量率分布。 1.原理和方法 在本测量中采用~(238)U和~(235)U为裂变材料,云母为径迹探测器。用铀电镀成的可裂料片与云母探测器紧密贴合,在中子的作用下,铀的裂变碎片射入云母,形成径     

基于固体径迹探测的中子个人剂量计性能研究

CR-39固体径迹探测器作为一款被动式的中子个人剂量计,具有方便携带、价格低廉、抗干扰能力强、对γ、β射线不敏感、对快中子响应好等优点。针对新开发的一款中子个人剂量计,根据国际标准ISO 21909-1,对新型中子个人剂量计的CR-39固体径迹探测单元的相关性能开展了实验研究。实验结果表明,CR-39固体径迹探测器具备良好的测读重复性、批次均匀性、剂量线性、稳定性、参考辐射场响应以及对光子不敏感的属性,同时给出了CR-39测量中子剂量的剂量探测下限和不确定度,为国际标准引进提供了实验数据参考。     

核事故中子剂量测量系统及其进展

本文叙述了阈活化探测器和固体径迹探测器等几种主要核事故中子剂量测量系统的原理、灵敏度、能量依赖、方向响应和计数技术,比较了它们的优缺点;介绍了中子辐射电池、中子灵敏二极管和化学比色等新型中子剂量计;为了尽快给出剂量结果,对事故中子谱作了合理的简化处理,计算了平均反应截面和剂量换算系数。     

白云母迹径探测器测量宽范围的绝对热中子注量率

我们用白云母径迹探测器测量了几种堆型的绝对热中子注量率,与活化金箔法测量结果在5％内符合。测量范围为10~2～10~8n/cm~2s。 1.原理 在所测的中子场中,裂变材料制成的靶(如~(235)U)受到热中子辐照后产生裂变,当固体径迹探测器与裂变靶贴在一起时,记录下径迹数,即可求得中子场的注量率:     

CR-39固体核径迹探测器用于中子测量化学蚀刻参数的优化

通过实验确定了CR-39固体核径迹探测器用于中子测量的化学蚀刻条件。根据有关资料和经验,对蚀刻结果影响较大的三个因子——蚀刻溶液的浓度(mol／L)、温度(℃)和蚀刻时间(h),采用正交试验法,并对正交试验进行补充和验证;通过对实验结果综合分析比较,在NaOH溶液浓度为5．5mol／L、温度70℃时间24h的蚀刻条件下,CR-39固体核径迹探测器对中子所形成的径迹轮廓清晰、大小适度,蚀刻效率高,易于识别和测读,能满足中子测量的需要。     

外测探器中裂变径迹的各种分布

潜伏径迹是进入固体径迹探测器的重带电粒子在其中产生的辐射损伤痕迹;可蚀刻径迹是入射倾角大于临界角θ_C的那部分潜伏径迹;蚀刻后径迹是经过蚀刻剂蚀刻一定时间后在固体经迹探测器中形成的蚀刻坑;可观测径迹是蚀刻后径迹中水平投影大于某最小可观测长度l_(min)的部分。我们用计算模型——分层径迹球法计算外探测器中裂变径迹的各种分布,结果     

聚碳酸酯和硝酸纤维素塑料的快中子反冲径迹响应特性

本文概述了聚碳酸酯和硝化纤维膜中的反冲径迹的蚀刻性能,径迹的直径和中子能量的关系,中子探测效率与能量的关系及其紫外线效应。研究表明,上述两种膜可作为快中子阈探测器,而聚碳酸酯还可作快中子的雷姆计数器,用来监测中子源、反应堆和加速器的快中子通量和剂量。测量剂量范围是1—1000拉德。如进一步采用电化学蚀刻技术扩大径迹,可测剂量下限为几个毫拉德的量级,这就可期望作常规的中子剂量测量。     

固体径迹探测器在加速器驱动洁净核能系统中的应用

介绍了加速器驱动核能系统(ADS)中次临界反应堆物理实验研究的内容和固体径迹探测器(白云母,CR-39)测量ADS堆芯中子通量和中子能量的原理。     

用于在线测量反应堆内热中子相对通量密度分布的闪烁体光纤探测器研究

闪烁体光纤探测器采用双探头甄别中子信号,利用252 Cf裂变源对探测器系统进行了测试,并与3 He计数管的计数进行了对比。在启明星1#上进行了热中子相对通量密度分布的测量,结合Geant4得到的不同能量段的中子转化率及MCNPX模拟得到的反应堆中子能谱,对探测器进行了相对效率刻度,测试结果与固体核径迹探测器测得的裂变率分布进行了对比。测量结果表明,闪烁体光纤探测器对于252 Cf中子源的响应基本符合点源的衰减趋势,与3 He计数管的测量结果符合较好。在启明星1#热区测得的热中子相对通量密度分布与固体核径迹探测器测量到的结果一致,快区测得的热中子相对通量密度分布与3 He计数管的测量结果及MCNPX的模拟结果符合较好。测量结果为闪烁体光纤探测器的研究提供了较好的实验依据。     

固体径迹探测器法测DF-Ⅵ快中子零功率装置中心的平均裂变截面比~(238)σ_f/~(235)σ_f

平均裂变截面比是快中子反应堆物理研究中的一个重要参数,它可以用来评价和修正截面数据和中子能谱计算。 在过去,主要采用裂变室和活化法测量。六十年代,固体径迹探测器技术获得迅速发展,由于它比较简单,体积小,又可以直接记录裂变碎片,所以很快被用来测量裂变率分布和平均裂变截面比。 本工作是用固体径迹探测器测量DF-Ⅵ装置中心的。     

固体径迹探测器在加速器驱动洁净核能系统中的应用

介绍了加速器驱动洁净核能系统（ADS）中次临界反应堆物理实验研究的内容，固体径迹探测器（白云母，CR－39）测量ADS堆芯中子通量和中子能量的原理。