基于扩展型多球中子谱仪的中子能谱测量

为了有效地测量加速器辐射场的中子能谱,论文通过FLUKA模拟的辐射场中子能谱和探测器能量响应选择出合适的扩展型多球中子谱仪、利用基于少道解谱理论的解谱程序来得到实验能谱以及积分注量统计。并通过计算与实验计数率的对比证明了该方法测量中子能谱的可行性,同时分析了实验的不足并给出了改进的建议。     

中子能谱快速测量

为了实现中子能谱的快速获取,准确测量中子辐射场的剂量率,设计了一款一体化多球中子能谱仪。该系统能进行中子能谱的在线测量,实时显示中子剂量率。谱仪在Am-Be参考辐射场进行了验证,测量能谱与标准谱符合较好,转换后剂量率测量值与真值偏差<±7%。     

Bonner球谱仪对Pu-Be源中子能谱的测量

Bonner球谱仪是开展中子能谱测量的重要仪器,本文利用自行研制的Bonner球谱仪对已知源强的Pu-Be中子源进行能谱测量,以验证谱仪测量方法和中子能谱解谱方法的准确性。首先制作出由8个球组成的Bonner球谱仪,再根据谱仪的测量读数,采用最大熵法获得中子能谱信息,与国际原子能机构公布的数据基本符合,进一步计算得到所测Pu-Be中子源的中子周围剂量当量转换系数为0.37nSv.cm2,与目前已经公布的数值0.36nSv.cm2基本一致,表明求解出的能谱测量数据基本符合物理事实,测量所使用的Bonner谱仪和解谱方法的准确可靠性。     

集成式多球中子谱仪球球干扰影响

模拟计算了集成式多球中子谱仪7路测量通道同时工作与每路测量通道独立测量时的能量响应函数。两种测量模式的能响比值结果显示,球球干扰的影响随着慢化球尺寸增大而减小;对小尺寸慢化球球球干扰随着中子能量增大而增大。     

利用BF_3多柱谱仪测量临界装置中子能谱

研发了一种中子能谱测量装置——BF_3多柱谱仪。对BF_3多柱谱仪的工作原理、结构与性能,以及该探测系统的使用方法进行研究,并分析其可满足的实验要求。应用BF_3多柱谱仪在临界装置上进行了中子能谱测量的实验,将实验测量结果与MCNP程序的理论计算结果进行了比较,两者符合较好,验证了该中子探测系统的性能。该BF_3多柱谱仪可适用于低中子通量密度能谱测量、屏蔽实验、环境监督测量、实验大厅内部及周围环境中子场测量等多种工况。     

医院中子照射器热中子束能谱特性研究

医院中子照射器是我国建造的第1座用于医疗目的的微型反应堆,已于2009年12月7日首次达临界,2010年1月22日达到满功率运行。在治疗前,需测量出口处的中子通量密度及能谱等参数,为后续实验提供依据。本文用MCNP建立医院中子照射器模型,得到能谱计算值。选用金箔活化法测量绝对中子通量密度,多箔活化法测量中子能谱,用SAND-Ⅱ程序解谱,并将实验结果与计算结果进行了比较。     

基于Bonner多球的环境中子能谱和剂量率测量

使用Bonner谱仪对室内中子谱进行测量。根据Bonner多球的读数,采用最大熵法求解中子能谱,并根据注量-剂量转换系数得到中子剂量率。为验证测量结果,使用基于解析公式的模拟软件EXPACS Ver2.21进行能谱验证、使用BF3固定式环境中子监测器进行剂量率验证。经过验证分析表明基于最大熵法的Bonner测量结果与其他方法的结果基本符合,合肥地区环境中中子周围剂量当量率在2.6nSv.h-1至14.38nSv.h-1之间。     

D-T中子照射下贫化铀球、钒球介质内中子能谱和伴生γ能谱测量

为获得介质内中子能谱及伴生γ能谱的实验数据，在中心D-T中子照射下，用18mm×20mm的茋闪烁体探测器，测量了与D+束成45°角的水平方向距球心7、10、13、16、19、22cm位置处贫化铀球介质内的中子能谱和伴生γ能谱，以及钒球内与D+束成0°角、距离球心1.8、4.8和8.3cm处的中子能谱和伴生γ能谱。用MCNP/4B程序和ENDF/B-VI库数据对实验模型进行模拟计算，并与实验结果进行了比较。     

核动力堆安全壳内外中子能谱和剂量测量

利用自制的多球谱仪测量了某核动力反应堆安全壳内外的中子能谱和剂量当量率。对安全壳外测量，中心探测器为球形^3He正比计数管；对安全壳内测量，中心探测器为球形金箔。系统的响应函数用MCNP程序计算，解谱程序为MIEKEB。为验证系统响应函数计算的准确性，进行了一些实验测量，并与理论计算结果进行了比较。结果表明，测量结果与计算结果在不确定度范围内相吻合。     

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)。     

用遗传算法求解中子能谱

由多球中子谱仪的响应矩阵和测量结果得到中子能谱属于少道解谱问题,存在多种可能解,因此,解谱过程是在解空间中寻找问题的最优解。遗传算法作为优化算法的一种,在求解这类问题上具有很大优势,通过基因操作,遗传算法可获得问题的全局最优解。本文根据中子能谱求解问题的特点,提出了一种新的适应度函数,它由1个距离项和1个惩罚项组成,距离项用于保证计算结果能够再现测量结果,惩罚项用于保证解的连续性,避免求解结果数据的剧烈变化。选择了5种具有代表性的能谱作为真实能谱,并将其与响应函数相乘后的结果作为模拟测量结果,用遗传算法求解的结果与真值符合较好,且能很好地再现模拟测量结果,表明了采用这种适应度函数的遗传算法在求解中子能谱中的可行性。     

用于硼中子俘获疗法治疗束的光子谱仪设计

实验确认治疗束的谱源项参数是硼中子俘获治疗（BNCT）物理剂量学研究的重要环节之一,全面细致地掌握相关信息,对精准制定临床治疗计划进而准确评估患者的给予剂量十分重要。为验证理论计算源项光子能谱的可靠性,设计适用于BNCT治疗束特点（宽能量范围、高强度n/γ混合束）的新型光子谱仪。通过蒙特卡罗模拟方法优化探测器内的中子注量率、光子计数率及次级光子占比（次级光子计数率/初级光子计数率）三个重要参数,在降低辐射强度以避免探测器的辐射损伤和死时间过大的同时,尽可能抑制中子诱导次级光子的产生,将次级光子占比降至5.45,以实现BNCT治疗束光子谱的快速准确测量。同时,开展谱仪对不同能量光子响应的校准方法研究,以便得到准确的响应函数,为光子谱的解谱工作奠定基础。     

钒球14 MeV中子的泄漏能谱测量

建立了厚度为 1 0 5cm的金属钒球基准实验装置。钒的纯度为 99 9%。用NE 2 1 3谱仪测量了d T中子的 0 75～ 1 5MeV泄漏中子能谱 ,能量大于 0 75MeV的中子的穿透率为 0 84± 0 0 3 ,中子能谱实验误差为 5 %～ 7%。用MCNP/ 4AMonte Carlo程序和FENDL 2库核数据进行了模拟计算 ,并与实验结果进行了比较     

GRNN算法多球中子谱仪解谱软件设计

为更加准确的求解中子辐照环境中的中子能谱,编写了基于GRNN算法的多球解谱程序,设计了基于MATLAB的图形用户界面,开发了通用性强、计算准确、人机交互性能好的解谱软件.模拟计算以及实验测试的结果表明,该解谱软件实现了设计的功能,并且解谱结果与标准能谱相似度很高.     

MC法模拟单球中子谱仪响应函数及其能谱解析

利用MCNP5模拟分析了不同直径下基于锂玻璃闪烁体的单球中子谱仪的响应函数,能量范围从热能至20 MeV;模拟了实验室²⁴¹ Am-Be中子源辐射场、载荷舱内空间辐射场内单球中子谱仪的响应函数;采用UMG少道解谱程序进行了解谱计算。结果显示,入射中子能量低于20 MeV时,直径为30 cm的单球中子谱仪通过UMG解谱可得到较好的中子能谱解谱结果;载荷舱辐射环境下,含氢量大的舱壁材料对接近单球表面探测器的热中子能区的响应函数影响最大,对其影响做出修正后可得到一个较好的解谱结果。     

三种智能算法求解多球中子能谱效果比较

目前多球中子谱仪的解谱算法,大多需要预置谱才能获得较准确的解谱结果。应用遗传算法,BP神经网络以及GRNN三种无需预置谱的智能算法寻找最优能谱,并设计了遗传算法适应度函数以及惩罚项,对BP神经网络和GRNN的参数进行了优化。使用IAEA提供的标准谱数据进行测试表明:GRNN拥有最快的计算速度和最高的精度,BP网络和遗传算法结果与期望谱基本吻合但计算时间远大于GRNN,这三种智能算法应用于多球中子解谱是切实可行的。     

核反应堆内中子能谱测量技术

随着我国核能产业的迅速发展,各种类型的核反应堆设施相继研发和投入使用,掌握堆内的中子能谱信息对其性能诊断和安全运行具有重要的意义。本文针对裂变和聚变两种类型反应堆的特点,详细阐述了适用的中子能谱测量方法以及研发的中子谱仪,为未来相关研究工作提供参考。     

西藏地区天然中子能谱测量

本文采用多球中子谱仪和中子周围剂量当量（率）仪分别对西藏地区的天然中子能谱和周围剂量当量率进行了测量,得到了西藏地区不同海拔处的室外天然中子能谱和周围剂量当量率。研究结果表明：该地区室外天然中子的能谱形状基本保持不变,其各能区的中子注量率随海拔的增加而增大,天然中子的总注量率和有效剂量率及周围剂量当量率均随海拔的增加呈指数规律增大;此外,天然中子的有效剂量率可用中子周围剂量当量（率）仪的测量结果乘以能谱 有效剂量转换因子得到。