涂硼正比计数管涂硼厚度对探测效率影响的研究

涂硼正比计数管是可用于反应堆压力容器外对中子注量率进行监测的关键设备,涂硼正比计数管的涂硼厚度对自身的本征探测效率有影响。仿真不同厚度硼层中¹⁰B(n,α)⁷Li生成的⁷Li和α粒子的输运过程,计算硼层界面位置离子整体射出率并给出涂硼正比计数管本征探测效率的计算方法。仿真与计算结果表明：单位核反应率下硼层界面处离子整体射出率在涂硼厚度小于1.5μm时与硼层厚度近似呈正线性相关,在涂硼厚度大于1.5μm后随涂硼厚度增大而增速变缓,在涂硼厚度为3.6μm时达最大为1.3×10^-4 (cm²·s)^-1。基于离子整体射出率的结果进一步计算得到涂硼正比计数管本征探测效率与涂硼厚度之间关系曲线,该关系曲线可以为涂硼正比计数管研制中选择合适涂硼厚度、确定最佳的探测效率提供参考。     

涂硼正比计数管慢化体对中子探测效率影响研究

涂硼正比计数管是一种常用的反应堆源量程探测器,对热中子测量有很高的探测效率,对于快中子反应堆则需要增加合适的慢化体,提高中子探测效率。本文利用蒙特卡罗程序MCNP,模拟计算涂硼正比计数管在不同慢化体厚度的情况下,对各能量单能中子的相对探测效率和绝对探测效率,得到在不同慢化体厚度下,计数管的相对探测效率和绝对探测效率与中子能量的关系。最后针对快中子反应堆的典型中子能谱,模拟计算涂硼正比计数管在不同的慢化体设计时的探测效率,得出了一种优化的慢化体设计方案,对快中子反应堆核测量系统设计具有一定指导意义。     

闭气式正比计数器的制作与性能测试

为提高辐射监测仪表的国产化,在一定程度上摆脱国产核仪表关键部件对进口的依赖,研究了一种闭气正比计数器的制作工艺流程。应用该工艺流程制作完成了一种用于α、β表面污染监测的大面积闭气式正比计数器,并对制作完成的探测器本底计数、坪曲线、探测效率等重要的物理指标进行了长时间的测试,且与国外探测器的工艺效果的进行了对比。测试与对比结果表明该工艺制作完成的闭气正比计数器能够广泛应用于各种α、β表面污染监测表中。     

慢中子正比计数器探测效率研究

推导出典型几何计数器中子探测效率及热能谱修正系数。~3He和BF_3计数器热中子探测效率实测值与理论预言值满意地符合。在E>0.1eV能区,仅考虑~3He(n,p)反应的理论值低于蒙特卡罗计算值[已计及(n,n)反应]和实验值,而实验数据与蒙特卡罗计算结果较好地符合。     

^3He球形正比计数器热中子探测效率研究

导出了球形计数器中子探测效率与其结构参数的关系。计算和测量了~3He球形正比计数器对一已知温度麦克斯韦谱中子的探测效率,计算值与实验值在实验误差以内相符。     

核电站闭气式正比计数器C2门调试

介绍了以闭气式正比计数器为探测器的核电站C2门的调试方法,分析了设备性能优化的可行性与必要性。为保证最优的探测器效率,需确定探测器最佳的高压值;计算了设备的最小可探测限,并设定低本底报警阈值;制定了探测器的防护措施。     

大面积闭气式正比计数器的主要性能测试

山西中辐核仪器有限责任公司自主研发生产了40～600 cm²的各种型号的大面积闭气式正比计数器,选取其中有效面积为517 cm²的一款进行测试,主要包括本底计数率、坪曲线、表面发射率响应、变异系数等物理指标。测试结果表明,相同测试环境及实验条件下,探测器在1 620 V工作电压时,本底计数率为24.5 cps,表面发射率响应为50.4%,变异系数为0.85%等。     

大面积气体闪烁正比计数器的研制及性能测试

本工作建立了一套有效探测面积大于300 cm²的气体闪烁正比计数器系统,并利用波长转换材料实现了普通光电倍增管对光信号的收集。对该系统进行了系列性能测试,测试结果表明,探测器对¹⁰⁹Cd 22.6 keV X射线具有7.5%的能量分辨率,点源距探测器3.2 cm时达到12.4%的探测效率。本工作的研究成果将为核污染场所低能X、γ放射性样品测量及超铀核素人体内照射污染测量等提供一种有力手段。     

涂硼电离室中子探测效率和灵敏度

从电离室工作原理导出了平板型涂硼中子电离室探测效率及灵敏度的计算公式,并求得其热中子探测效率和灵敏度。电离室对热中子探测效率饱和值为1.35%,灵敏度饱和值为9.65×10^-14A•cm^-2•s^-1,与已有公式所得结果8.43×10^-14A•cm^-2•s^-1相近。α粒子和Li离子对探测效率的贡献相差不大,但α粒子对灵敏度的贡献占主导地位。适当的硼膜厚度、慢化快中子、选用浓缩硼均有利于提高涂硼电离室探测效率和灵敏度。     

涂硼稻草管中子探测效率与γ射线甄别研究

涂硼稻草管是一种新型的3He替代探测器,能广泛满足中子散衍射、军控核查、无损检测等领域的大面积低能中子测量需求。本文系统研究了PTI-204型稻草管探测器甄别阈对中子和γ计数的影响,优选出最佳甄别阈值。并在此基础上,利用实验室放射源测量了γ射线甄别率和热中子探测效率。结果表明:PTI-204的γ射线的甄别率可达约10~(-8),热中子的探测效率约为20%,是一种极具潜力的3He替代探测器。     

三种流气式正比计数管的性能比较

主要对现在使用比较多的三种流气式正比计数管做比较,包括外观、坪曲线、效率.通过对比发现不足,改进生产工艺,提高计数管的生产水平,同时可以根据需求选择适当对应的计数管.     

正比计数管探测低能X射线时探测效率的MC计算

为研究各因子对正比计数管探测低能X射线时性能的影响,利用MCNP5软件计算了不同光子能量下管内气体种类、气体压强及壁效应、放置距离等因素对探测器探测效率的响应情况。结果表明正比计数管探测器对10~30 ke V X射线探测效率最佳;且在探测低能X射线时,正比计数管应尽可能靠近源项,同时管内最佳气体压强在1.515×105~2.02×105Pa之间。     

BNIF-1长中子计数器探测效率的刻度

长中子计数器是在一定的中子能量范围内,中子探测器效率恒定,不随中子能量变化的一种中子探测装置。本工作的长中子计数器为Hanson结构。采用含氢正比计数器与半导体望远镜法,用静电加速器中子源分别为220 keV、500 keV、1.000 MeV、1.403 MeV、3.270 MeV、4.000 MeV与5.000 MeV单能中子束,对本单位制作的BNIF-1长中子计数器进行了刻度。刻度结果表明,在220 keV～5.000 MeV区间,中子探测器效率为2.8810×10^-4（1±4.8%）。     

BF3长计数器效率刻度及其应用

利用²³⁸U裂变反应，通过测量裂变碎块的数量，能够较为准确地测量快中子注量。但这种方法在中子能量为1.6MeV以下（裂变道未开或处于裂变截面第1个台阶上升处）和6.0～7.0MeV能区（第2个台阶上升处）由于不确定度过大而不适用。本工作采用4种不同的核反应作中子源，对北京大学4.5MV静电加速器中子实验大厅的BF₃长计数器的相对效率进行了刻度。将²³⁸U(n,f)反应与相对效率已知的BF₃长计数器相结合，解决了在上述能区准确测量中子注量的问题。      

二元慢化型高能中子剂量探测的影响因素研究

为测量高能辐射场及宇宙射线中的中子剂量,基于SMMC设计,对二元慢化型中子剂量探测器进行改进。在慢化球体中加铅等高原子序数材料层,高能中子与铅产生（n,xn）核反应,可提高高能中子的探测灵敏度,使分析的剂量单调能量上限可达10GeV。利用MCNP和FLUKA程序,对铅层位置、铅层厚度、外计数器位置、慢化体直径等因素进行注量响应计算,最终确定探头设计。     

组织等效正比计数器测量系统的建立

对组织等效正比计数器（TEPC）的方法原理和性能进行了初步研究,在此基础上,建立了1套TEPC测量系统,用于测量中子、γ混合辐射场的吸收剂量及剂量当量。中子辐射场通常伴随有γ辐射。根据对混合辐射场测量得到的微剂量谱,将γ辐射的剂量贡献部分从中子辐射中区分出来。依据具体实验环境,使用蒙特卡罗方法进行了模拟计算。计算结果与实验数据取得较好的一致性,从而验证所建立的TEPC测量中子辐射场吸收剂量的方法是可行的。     

球形^3He正比计数器物理性能研究

~3He正比计数器是理想的热中子探测器。本文给出了两种气压条件下球形~3He正比计数器的热中子探测效率、能最响应、几何响应等物理性能的计算和测量结果。为更好地设计和使用此类探测器提供了依据。     

大面积薄窗流气式正比计数器工作电压设置研究

大面积α/β表面污染测量仪采用1 000 cm2薄窗流气式正比计数管作为探测器。为实现α/β射线的同时测量,在反符合—脉冲幅度甄别技术的基础上,针对β信号随电压升高而串道明显的实际问题,分析了原因,提出了串道比约束下的探测器工作电压设置方法,以此保证α/β测量的准确性。实验证明,方法可行并符合国家标准的规定。