14 MeV中子注量率测量技术比对研究

对伴随α粒子法测量DT中子源中子注量系统的稳定性及重复性进行了检验。通过铁活化法与伴随粒子法得到的中子注量相比较,完成了预备实验。用4πβ(PC)-γ符合标准装置测量活化后的铝箔的方法与伴随粒子法监测的中子注量率比对,两者偏差小于伴随粒子法的扩展不确定度,其中伴随粒子法标准不确定度为1.6%,铝活化法标准不确定度为1.8%。     

可逆比热容法测量高中子注量率

目前直接测量高中子注量率一直难于实现，为了解决该问题，本文采用热分析仪器测量受中子辐照后材料可逆比热容的变化来测量高中子注量率。对中国先进研究堆(CARR)辐照孔道的高中子注量率进行了测量，所测量的中子注量率与参考值均在3%左右符合，证明可逆比热容法可直接测量高中子注量率。本文方法是对高中子注量率直接测量的有益尝试。     

0.1—18MeV单能快中子注量率的绝对测量和国际比对

本文描述了用于0.1—18MeV单能快中子注量率绝对量的闪烁望远镜,半导体望远镜,含氢正比计数器和伴随粒子法等绝对测量装置。并刻度了用作这一能区次级标准的长中子计数器的效率,用这套装置参加了最近由国际计量局组织的中子注量率测量的国际比对,并给出了比对结果。     

2H(d,n)3He核反应中子注量的伴随粒子法测量

^2H(d,n)^3He核反应单能中子源广泛应用于MeV中子的散射和极化实验。采用伴随粒子法测量中子注量，用Si半导体探测器测量^3He粒子，用0.8μm Al箔来屏蔽散射的d束，系统可很好地分辨^3He,d,T和p，可测d^ 束能量到165keV，测量结果与用NE213探测器的结果相比较，一致性好于97％。     

用于CSNS反角白光中子能谱及注量率测量的快裂变室

即将建成的中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)反角白光中子束线可为核数据测量提供高注量率的脉冲白光中子束流,填补我国核数据测量用白光中子源的空白,提高我国核数据测量水平,满足核能、核技术及基础核物理研究对核数据的需求。该束线建成后,其中子能谱及注量率的精确测量将是开展其它物理实验的基础,快裂变电离室因其独特优点被选为中子能谱和注量率测量探测器。通过实验研究了快裂变电离室的粒子分辨性能、时间分辨性能;确定阴、阳极的合理间距为10 mm,据此测得电离室的时间分辨约15 ns;利用235U样品量计算的探测效率与利用伴随粒子法给出的探测效率在不确定度范围内符合,因此可以标定快裂变室的探测效率。通过这些工作,完成了满足反角白光中子束能谱及注量率测量需求的快裂变室的物理设计。     

可逆比热容法测量反应堆中子注量率的可行性及应用前景

热分析仪器和测量技术的迅速发展为通过测量受辐照材料热性质的变化测量中子注量提供了可能。本文提出采用调制差示扫描量热（MDSC）法测量反应堆辐照的含硼材料可逆比热容的变化,进而得到反应堆的中子注量率。从理论和实验两方面讨论了利用该方法测量反应堆中子注量率的可行性。介绍了可逆比热容法测量反应堆中子注量率的原理和实验方法。展望了这种测量方法在测量高注量反应堆中子注量率的应用前景。     

用伴随粒子法测量加速器聚变中子注量率

用伴随粒子法测量加速器聚变中子注量率。采用金硅面垒半导体探测器测量α粒子。对靶室设计、氘束束流、氚靶等提出了技术要求。重点介绍了得到最佳α粒子能谱的方法。对测量中重要的修正因子也尽可能作详细介绍。给出了测量数据处理和计算的公式或方     

238U裂变电离室测量25.5MeV中子注量率

在飞行时间谱仪测量中子能谱的基础上,利用²³⁸U裂变电离室测量了中国原子能科学研究院HI-13串列加速器产生的25.5MeV中子注量率。为验证该裂变电离室测量快中子注量率的可靠性,在中国原子能科学研究院5SDH-2串列加速器上,利用该电离室和伴随α粒子装置同时测量14.8MeV中子注量率,结果在不确定度范围内一致。     

^238U裂变电离室修正因子及探测响应的蒙特卡罗模拟计算

利用蒙特卡罗(MC)粒子输运程序MCNPX分别计算了用238U裂变电离室测量由加速器产生的14.8 MeV和25.5 MeV准单能中子注量率以及将其推广应用于测量散裂中子源和宇宙中子源的中子注量率时,由电离室结构、电离室气体、空气等引起的对探测器裂变计数率的修正因子,并给出了探测器在各种情况下的探测响应.为解决蒙特卡罗模拟中探测片太薄、统计误差过大的问题,计算中采用了Dxtran球和强迫碰撞两种方差减少技巧,以降低统计误差、提高计算效率.对于源中子谱覆盖范围较宽、抽样效率低的情况,采用了高能和低能两部分能谱分别计算的方法,以提高计算效率.将模拟计算得到的修正因子应用于探测响应的理论公式,得到相应的探测响应,并与MC模拟计算直接得到的探测响应进行了比较,对模拟计算进行自洽性验证.利用伴随α粒子测量装置和电离室同时测量14.8 MeV准单能中子注量率,得出238U裂变电离室对串列加速器上14.8 MeV准单能中子场的探测响应,与MC模拟计算结果进行比较,对模拟计算进行实验验证.     

重离子加速器实验靶区的中子剂量当量率

用阈探测器中子活化法测量了５０ＭｅＶ／ｕ＾１８Ｏ离子轰击Ｂｅ、Ｃｕ、Ａｕ厚靶出射中子的注量率分布,并利用中子注量率对剂量当量率的转移因子,得到了重离子实验靶区的中子剂量当量率分布。     

硼中子俘获治疗

硼中子俘获治疗(BNCT)的基本原理是应用热中子照射靶向聚集在肿瘤部位的^10B，^10B俘获中子后产生α粒子和^7Li，α粒子和^7Li杀灭肿瘤细胞而起到治疗作用。BNCT在临床上主要用于神经胶质瘤和黑色素瘤的治疗。文章主要对有关BNCT的基础及临床研究进行了简要综述，内容包括BNCT的基本原理、^10B在肿瘤细胞的聚集、中子源、实验研究现状以及BNCT面临的挑战与问题等。     

Influences of Neutron Source Spectrum and Thermal Neutron Scattering Law Data on the MCNPX Simulation of a Cyclotron-Based Neutron Field for Boron Neutron Capture Therapy

In our previous study, the simulation of a cyclotron-based neutron field for boron neutron capture therapy (BNCT) using a (p,n) spallation source with the MCNPX code was validated through measurements of the neutron energy spectrum behind the moderator assembly and the thermal neutron distribution in an acrylic phantom using reaction rates of ¹⁹⁸Au. These validations showed that the simulation generally well reproduced the measurements. However, some discrepancies between the measurements and the calculation remained for clinical trials. In this paper, we investigated the influences of neutron source spectrum and thermal neutron scattering law data in the simulation to resolve those discrepancies. We also compared measured and calculated neutron doses behind the moderator assembly with results obtained using a tissue equivalent proportional counter. We clarified that the neutron source spectrum calculated using the LA150 data led to the overestimation of high-energy neutrons in a phantom, but this overestimation did not significantly affect the neutron dose distribution in a phantom, because a dominant part of the absorbed dose is due to neutrons of energies below 1MeV. The study of the influence of neutron scattering law data in a phantom also indicated that the use of selected S(α,β) data led to an improvement in the simulation of thermal neutron behavior.     

Neutron transmission through pyrolytic graphite crystal II

The measured neutron transmissions through 6.7 mm thick pyroletic graphite (PG) crystal set at different take-off-angles with respect to the beam, as a function of wavelength, were compared with the calculated values using a general formula. An adapted version of the computer package graphite was developed in order to provide the required calculations in the neutron energy range from 0.1 MeV to 10 eV.     

用金活化法测定加速器中子源中子注量及MCNP4C修正

在四川大学720所2.5MeV静电质子加速器上,由核反应7Li(p,n)7Be,T(p,n)3He产生中子,对中国工程物理研究院研制的新型中子探测器进行效率刻度实验中,需要知道探测器位置处的中子绝对注量,为此我们测量了0.165、0.352、0.576、1.400MeV四个能点的中子注量。测量方法采用的是金活化法,在实验测量中,由靶头材料、冷却水层和样品的包层材料等引起的多次散射效应及中子在样品中的自屏蔽效应等均对实验结果产生影响。这些因素在实验中不可避免,也难以通过实验方法扣除,因此用Monte Carlo程序MCNP4C对上述效应进行了修正计算。     

252Cf 随机脉冲源法测量深次临界瞬发中子衰减常数

运用²⁵²Cf 随机脉冲源法时幅变换(TAC)方式测量系统,实验获得高浓缩铀椭球壳核系统的瞬发中子衰减常数α。采用单指数和双指数最小二乘法拟合，α值均为100μs^-1。用蒙特卡罗方法模拟实验过程，α计算值为110μs^-1。结果表明，该系统对深次临界α的测量是有效的。     

252Cf中子活化核燃料棒235U富集度均匀性检测装置

采用^252Cf中子活化方法研制燃料棒^235U富集度均匀性检测设备，用慢化后的^252Cf中子照射燃料棒，使燃料棒UO2芯块中的^235U发生裂变，通过测量其裂变产物的γ射线总强度对燃料棒^235U富集度及其均匀性进行在线检测。采用1．2mg的^252Cf中子源，能检测出燃料棒中^235U富集度相对偏差土10％的单个混料芯块，单根燃料棒的检测速度可达7m/min，检测结果的置信概率为97．74％。     

用聚乙烯薄膜测中子绝对注量率

在测量中快中子（ｎ，ｐ）反应的实验中，同样利用屏栅电离室测得聚乙烯薄膜反冲质子的能谱，并利用蒙特－卡罗方法对其进行校正，则得到中子的绝对注量率，将其结果与＾２３８Ｕ测得的结果进行比较，二者在误差范围内相同，说明用此方法测量中子绝对注量率是可行的。     

脉冲堆中子源元件技术设计

本文利用笔者导出的计算公式,对脉冲堆中子源元件进行了计算校核.最终得出脉冲堆中子源元件可以随堆运行的结论,并进行了必要的讨论。     

核燃料棒235U富集度均匀性扫描装置中的中子慢化系统计算

对于核燃料棒235U富集度均匀性扫描装置,为了合理有效地利用252Cf中子源,提高检测灵敏度,需要合理选择中子慢化材料,优化中子慢化过程。本文利用Monte Carlo方法对中子慢化系统进行了优化计算,在保证慢化中子(En<1MeV)通量密度较高和235U与238U的裂变反应几率比R5/8也较高的前提下,给出了几种慢化材料及其组合的结果。     

实现慢中子-γ光子有效转换的核素的选择

为选出能有效地实现慢中子－γ光子转换的核素,根据有关截面数据分析了主要的决定因素,并结合具体模型用离散纵标法作了计算。辐射俘获是最佳的转换途径,核Ｅｕ能实现有效的转换。