瞬发裂变中子铀矿测井环境影响因素的蒙特卡罗模拟研究

瞬发裂变中子铀矿测井是一种快速、可实现直接测铀并可现场定量地层岩石中铀含量的核测井新技术。为消除瞬发裂变中子铀矿测井受地层环境因素的影响,利用MCNP5对瞬发裂变中子铀矿测井的井径、井液变化进行了深入分析,通过分析干孔、含水孔在不同孔径下的超热中子与热中子数的变化关系,使用线性拟合给出了井径修正函数,并取得了满意的实验结果。     

脉冲中子-裂变中子铀矿测井技术的蒙特卡罗模拟

脉冲中子-裂变中子铀矿测井方法（PNFN）是采用脉冲式中子源,利用-3He管中子探测器记录瞬发裂变超热中子或缓发裂变热中子,得到地层中铀矿含量信息的测井方法。利用MCNP程序模拟了不同铀含量、不同地层孔隙度地层条件下PNFN的响应,分析了瞬发裂变超热中子和缓发裂变热中子与地层铀含量和孔隙度的关系。结果表明,地层孔隙度对利用PNFN确定地层铀含量有影响,孔隙度越大,利用裂变中子直接计算得到的地层铀含量比真实含量越小。利用瞬发裂变超热中子或热中子时间衰减谱计算得到地层宏观俘获截面,对裂变中子进行校正,可以有效提高地层铀含量计算结果的准确度。     

瞬发裂变中子铀矿测井中超热中子探测器的优化研究

瞬发裂变中子铀矿测井是利用脉冲中子源和超热中子探测器,记录热中子和235U发生裂变反应产生的瞬发超热中子,得到地层含铀量信息的测井方法。为提高仪器中超热中子探测器的探测效率,利用蒙特卡罗数值计算程序MCNP5对中子铀矿测井仪的探测器进行了优化计算研究,得到最优的中子慢化体和中子探测器尺寸组合,并将计算结果用于仪器的改进,取得了满意的实验结果。     

用岩性密度测井估算套管的厚度

为了在套管井用岩性密度测井中估算套管厚度,本文利用Monte Carlo计算程序MCNP,对不同矿物成分的地层,计算得到了散射γ能谱的低能谱段计数NS与高能谱段计数NH的比值NS/NH与地层光电吸收截面指数R、套管厚度HC的关系.得出了在套管井中,岩性密度测井对地层岩性不敏感,不能用NS/NH来求取地层的光电吸收截面指数P,但NS/NH与套管厚度在双对数坐标上呈很好的线性关系,因此,可以利用裸眼井中岩性密度测井方法,即利用比值NS/NH来估算套管厚度HC.     

基于Neville插值的脉冲中子铀矿测井热散射截面生成方法

在深部探测过程中,脉冲中子铀矿测井受环境温度影响较大,需要使用不同温度的热散射数据对探测结果进行修正。本文根据热中子散射的S(α,β)原理,使用Neville插值方法生成脉冲中子铀矿测井用多温度热散射数据。使用热散射基准题与脉冲中子测井饱和模型例题对生成截面的准确性进行了验证,其计算结果与基准题的结果符合良好,证明设计的多温度热散射截面数据生成方法能够满足铀矿脉冲中子测井的需求。     

MCNP计算含肿瘤Snyder修正头部模型的硼中子俘获治疗剂量

为得出硼中子俘获治疗(BNCT)中不同能量中子在含肿瘤Snyder修正头部模型内的深度-剂量曲线,籍以进一步理解BNCT原理,优化BNCT治疗中子源的能谱分布,本文利用MCNP模拟计算0.025 3 eV、1 eV、1 keV、10 keV、100 keV、1 MeV和混合能量的超热中子源在含肿瘤Snyder修正头部模型内的硼剂量、热中子剂量、超热和快中子剂量以及次级光子剂量组分的深度-剂量分布,并在此基础上得到总的相对生物学剂量的深度-剂量分布,以判断不同能量组中子源在BNCT中的优劣。结果表明,热中子头皮浅表处硼剂量高于肿瘤区硼剂量;快中子源硼剂量小,但其剂量组分中超热和快中子剂量过大;超热中子具有一定的穿透性,在脑深部肿瘤区形成了较高的硼剂量和总的相对生物学剂量。说明超热中子具有良好的BNCT治疗效果,热中子和快中子不适宜用于脑部BNCT治疗。     

铁套管吸收系数的讨论

敞开模型和封闭模型中的模拟钻孔,多采用铁套管做支架。因此铁套管的吸收系数是确定γ测井中换算系数的一个重要修正系数。当钻孔中见矿部位破碎,垮孔时也往往下有一层或几层套管,这样的见矿孔在定量解释时,铀含量也需进行铁套管吸收修正。因此铁套管吸收系数直接影响着γ测井中换算系数及定量解释的质量,有必要对它进行分析和讨论。一般认为γ射线的衰减是随吸收介质厚度的增加按指数规律变化,这种认识只适用于     

241Am-Be中子源紧凑型屏蔽装置及辐照器设计

²⁴¹Am-Be中子源被广泛用于实验研究,为保护实验人员免受中子及γ射线照射,需要设计适当的屏蔽。利用蒙特卡罗方法计算中子透射不同材料后的能谱分布与剂量,优选各层屏蔽材料种类与厚度,设计一套²⁴¹Am-Be中子源紧凑型屏蔽装置。装置由内而外采用钨+聚乙烯+含硼聚乙烯+不锈钢进行防护,外表面周围剂量当量率H^*(10)低于10μSv/h,满足辐射防护要求。同时对装置内部热中子、超热中子和快中子注量分布进行研究,确定装置快中子和热中子输出通道最佳位置。在辐照装置同时开放快中子和热中子通道进行实验测试时,需要设置距离大于130 cm的控制区,以保障操作人员安全。     

油垢厚度检测中的入射中子束设计

在中子背散射测量技术中,由于中子的自屏蔽效应,使测量的背散射热中子计数出现非线性,并趋向于饱和,引起测量精度下降,测量范围受到限制。本工作通过简单模型,采用文献提出的技术原理,初步探讨热中子和超热中子入射比对油垢厚度检测中非线性的改善情况。由简单模型和实验测量结果比较可见,采用中子背散射测量油垢厚度时,将热中子和超热中子按一定的比例入射,有助于改善非线性效应,提高油垢厚度检测的水平。     

单晶硅受照热中子注量率的双箔活化法测量研究

由于活化箔材料和单晶硅目标核素的活化截面随中子能量的变化曲线形状不同,导致等效2200 m/s热中子注量率的活化箔法确定值与单晶硅目标活化率的对应值存在一定的偏差。为研究活化截面的变化差异对测量的影响,对热中子活化截面均服从1/v规律,但共振积分和2200 m/s热中子活化截面的比值相差较大的Zr箔和CoAl箔进行了测量比较。结果表明,由于超热中子对前者的活化率贡献更大,导致Zr箔确定的值明显高于CoAl箔的值,活化截面的变化差异对测量结果有显著影响。为消除该影响,采用通过两种活化箔确定的值和Stoughton-Halperin约定关系式建立方程组的方法,确定了与单晶硅目标活化率对应的等效2 200 m/s热中子注量率。