100 MeV质子降能材料的选择研究

降能器对于提升质子单粒子效应（SEE）地面模拟试验的效率具有重要意义,而降能材料的选择是降能器设计中的首要问题。计算了100 MeV质子在4种常见降能材料铍、石墨、铝、铜中产生的能量岐离、角度岐离、中子本底以及感生放射性等对质子SEE地面模拟试验有影响的4个方面,其中感生放射性的计算中包含了降能过程在材料中产生的放射性核素种类、活度及残余剂量率。根据以上计算结果,并结合质子SEE地面模拟试验的要求,在降低相同的能量这一情况下,对4种材料作为100 MeV质子降能材料的适用性进行了分析比较,最终选择铝作为100 MeV质子的降能材料,并将应用在中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器的质子SEE地面模拟试验装置的降能器设计中。     

100 MeV质子降能材料的选择研究

降能器对于提升质子单粒子效应(SEE)地面模拟试验的效率具有重要意义,而降能材料的选择是降能器设计中的首要问题。计算了100 MeV质子在4种常见降能材料铍、石墨、铝、铜中产生的能量岐离、角度岐离、中子本底以及感生放射性等对质子SEE地面模拟试验有影响的4个方面,其中感生放射性的计算中包含了降能过程在材料中产生的放射性核素种类、活度及残余剂量率。根据以上计算结果,并结合质子SEE地面模拟试验的要求,在降低相同的能量这一情况下,对4种材料作为100 MeV质子降能材料的适用性进行了分析比较,最终选择铝作为100 MeV质子的降能材料,并将应用在中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器的质子SEE地面模拟试验装置的降能器设计中。     

高能~(56)Fe离子入射屏蔽材料的次级粒子模拟分析

空间辐射环境下的高能重离子入射屏蔽材料会产生大量次级粒子,为研究屏蔽材料产生的次级粒子对太空舱内辐射环境的影响,本文使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟空间高能~(56)Fe离子入射铝、碳、聚乙烯、水4种屏蔽材料,分析透射屏蔽体的初级粒子及由屏蔽材料产生的次级电子、次级中子、次级质子和次级γ的能谱以及水吸收体中的能量沉积和深度剂量分布。分析产生的次级重粒子类型和能量,比较4种屏蔽材料对高能Fe离子的屏蔽性能。结果表明,聚乙烯材料对高能重离子的屏蔽性能最好,但同时产生的次级重粒子的能量最大,约为铝材料产生次级重粒子能量的4倍。屏蔽体产生所有次级粒子中,次级质子和原子序数为22-26的次级重粒子贡献最大。     

加速器驱动次临界系统的中高能质子轰击厚靶中子学实验研究

利用俄罗斯杜布纳联合核子研究所的高能加速器进行加速器驱动次临界系统 (ADS)靶区中子学研究。用 0 .5 33、1 .0、3.7和 7 4GeV质子轰击U(Pb)、Pb和Hg靶的测量结果表明 :U(Pb)和Pb与Hg靶的中子产额比分别为 ( 2 0 1± 0 1 0 )和 ( 1 76± 0 33) ,从获得较强中子的角度看 ,Hg作为ADS靶是不利的 ;沿厚 2 0cm靶的中子产额随入射质子穿透深度增大而下降 ,质子能量越低 ,中子产额下降越快 ,为在较大厚度范围内获得较均匀的中子场 ,质子能量不应低于 1GeV ;不同能量质子产生的次级中子能谱相近 ,但随质子能量提高 ,较高能量中子的比例逐渐增大。     

合肥国家同步辐射实验室核物理实验区的辐射屏蔽设计和防护评价

本文主要介绍合肥国家同步辐射实验室(HNSRL)核物理实验区辐射屏蔽计算的方法及结果。对能量为400MeV、束流功率为6 kW 的电子束轰击靶时产生的轫致辐射和次级中子进行屏蔽计算;估算了靶室顶部次级中子的天空反射对周围辐射水平的影响;对靶室内的感生放射性气体(主要是~(13)N)的浓度进行了估计,确定了排放烟囱的高度。文中对靶室和核物理实验大厅提出了设置局部屏蔽和防护门等防护措施。     

AB-BNCT中子靶物理设计分析

质子加速器适用于为硼中子俘获治疗提供中子源,其中子源强及能谱较反应堆中子源更具可调性。中子靶物理计算分析是加速器中子源设计的基础,为其提供粒子能量、流强等参数需求分析,并为靶体结构尺寸设计、中子慢化和屏蔽分析等提供前端参数。本文利用MCNPX蒙特卡罗程序,通过对质子打靶的中子产额和能谱、靶体能量沉积、打靶后靶材放射性活度和中子出射空间角分布等进行研究,提出能量2.5 MeV质子轰击100～200 μm锂靶的设计,并用模拟计算数据论证其合理性。该设计中子源在1 mA流强质子轰击下,源强可达9.74×10¹¹ s^-1;拟设计15 mA、2.5 MeV质子束产生的中子源,在治疗过程中靶材放射性活度累积最大值约为1.44×10¹³ Bq。     

AB-BNCT中子靶物理设计分析

质子加速器适用于为硼中子俘获治疗提供中子源,其中子源强及能谱较反应堆中子源更具可调性。中子靶物理计算分析是加速器中子源设计的基础,为其提供粒子能量、流强等参数需求分析,并为靶体结构尺寸设计、中子慢化和屏蔽分析等提供前端参数。本文利用MCNPX蒙特卡罗程序,通过对质子打靶的中子产额和能谱、靶体能量沉积、打靶后靶材放射性活度和中子出射空间角分布等进行研究,提出能量2.5 MeV质子轰击100～200μm锂靶的设计,并用模拟计算数据论证其合理性。该设计中子源在1 mA流强质子轰击下,源强可达9.74×10~(11) s~(-1);拟设计15 mA、2.5 MeV质子束产生的中子源,在治疗过程中靶材放射性活度累积最大值约为1.44×10~(13) Bq。     

230 MeV超导回旋加速器降能器中子能谱模拟

正在质子治疗系统中,回旋加速器产生的质子能量为230 MeV,最大流强为1μA,但是在治疗终端需要的质子能量在230～70 MeV之间,因此需配套建设能量选择系统,以便获得能量连续可调的质子束流。降能器是能量选择系统的核心部件,质子穿过降能器时与降能器材料发生相互作用而损失能量,会产生较强的辐射场,其中中子辐射占主要地位,在辐射防护过程中对屏蔽外剂量贡献也主要由高能中子引起,因此在设计降能器时对中子能谱分布十分关注。为了获得较为详尽的中子能谱分布,采用蒙     

质子治疗机房中次级中子反射分布的模拟研究

100～250 MeV的质子治疗机房的复杂次级辐射中,中子是屏蔽设计的重点.目前多采用混凝土内嵌入铁板以降低中子透射,但这样会造成显著的中子反射(即朝向患者方向).使用蒙特卡罗方法探究245MeV质子治疗机房中铁板的不同嵌入深度对次级中子反射分布的影响,并使用ICRP (International Commission...     

高能重离子反应出射中子屏蔽的理论估算

众所周知，合理而可靠的辐射屏蔽是核物理实验的安全保证，也是实验人员和高灵敏度仪器安全运行的必要条件。重离子反应出射中子的屏蔽取决于次级中子的产额、能量和角分布，也取决于在加速器部件上的束流损失。在过去几年中，我们对低、中能重离子反应出射中子的屏蔽已经...     

75MeV／u^16O离子在辐照生物实验区产生的中子角分布

应用Ａｌ为阈探测器对７５ＭｅＶ／ｕ＾１６Ｏ离子在辐照生物研究区产生的Ｅｎ〉６ＭｅＶ中子的角分布进行了实验测量，以了解辐照生物实验区的中子分布情况，为进一步开展的重离子冶癌研究提供辐射防护的实验数据。实验结果表明实验区产生的中子具有明显的前冲分布。     

中子辐照产生的初级离位原子能谱的蒙特卡罗研究

建立了1套中子辐照产生的初级离位原子能谱的计算方法。利用MCNP的DBCN外围卡参数的合理设置实现在计算输出文件中输出所有抽样中子的历史跟踪记录,对源粒子与靶物质作用位置、作用类型、转移能量进行统计,得到初级离位原子的能量和空间分布等信息。该方法较好地解决了蒙特卡罗计算中随机数的随机性问题和随机抽样计算的效率问题,计算效率高,结果的统计性较好,可信度高。同时可获得初级离位原子的能量分布和空间分布三维图,对于评价材料的辐照性能和后继的辐照缺陷演化研究具有重要意义。     

空间辐射剂量学浅谈

空间辐射剂量学是辐射防护领域最具挑战性的学科之一。本文着重介绍：(1)低地球轨道空间辐射的主要来源：银河系宇宙射线,地球磁场捕获的高能电子和质子形成的地球辐射带．太阳粒子事件以及宇宙射线与地球大气相互作用产生的反照中子和质子;(2)各种辐射成分对剂量的贡献;(3)空间辐射剂量的测量方法。主要介绍有源探测器和无源探测器,它们的使用范围以及各自的优缺点。同时,简要介绍了国外目前使用的主要探测器及其特点,并对国际剂量学的发展历史作了简单的回顾。     

乏燃料后处理中的辐射化学问题 Ⅰ.萃取剂的辐射稳定性

由于乏燃料具有强辐射性的特点,辐射化学伴随在乏燃料后处理每个过程中。尽管α和γ等电离辐射对于萃取剂本身的直接效应一般不大,但是它们通过与水相和油相中的溶剂相互作用产生的自由基,一方面可以攻击萃取剂的配位基团,另一方面溶剂辐解产生的活性粒种可能与金属离子反应改变其氧化态,从而降低其萃取效率或分配比。水相中硝酸辐解产生的亚硝酸对于金属离子的氧化态会产生重要影响,产生的自由基如•NO₃等也会与萃取剂反应使其劣化。在先进核能系统中,随着燃耗的提高,放射性更强,而且用于溶解乏燃料的硝酸浓度也增高,因而,对于先进核燃料循环中的辐射化学研究既是良好机遇也是重大挑战。本文旨在对近十年来国内外乏燃料后处理（溶剂萃取）方面有关辐射化学研究特别是新型萃取剂的辐射稳定性等进行综述与讨论。     

Nuclear analysis of a laser fusion reactor,SENRI-I

A neutronic analysis of the laser-driven inertial-confinement fusion reactor SENRI-I is presented. Three-dimensional Monte Carlo calculations were performed to examine the effects of laser beam ports on the flux distribution, tritium breeding ratio, thermal energy deposition in the blanket, and radiation streaming. A Monte Carlo code was also used for the time-dependent radiation-damage analysis accounting for the time of the flight spread of neutrons and the results are compared to the analysis for the HIBALL design. Induced radioactivity was estimated, based on the one-dimensional transport calculation and depletion analysis. The calculated results reveal the advantages of the SENRI-I design with a thick Li layer compared to other reactor systems employing a dry-wall scheme.     

A ctivation measurement of neutron distribution in intermediate energy heavy ion target area

The distribution of neutrons produced by the reaction of 50MeV/u ^12C-ion on a thick Cu target are studied.The neutrons are measured with threshold activation detectors.Al.F,C,Al and In activation samples were used to measure neutrons with energy greater than 7,11,20,50MeV and thermal neutrons,respectively,The fluence rate,energy and angular distributions of neutrons,total neutron yield of 12C-ion and the emission rate in the forward direction of neutrons over 11 and 20MeV were obtained.     

国家同步辐射实验室感生放射性的测量和分析

感生放射性是工作人员在屏蔽良好的高能加速器工作环境下所受外照射的首要来源。本文介绍了在电子加速器上所生成的主要感生放射性核素的种类,饱和度和寿命,对感生辐射场及能谱进行了测量,对测得的感生放射性数据及能谱图进行了分析与人,为制定有关辐射防护措施提供了依据。     

Neutron yields from 1 GeV/nucleon U ion beams on Fe target

Yields of neutrons produced by a ²³⁸U ion beam of 1 GeV/nucleon kinetic energy impinging on a thick Fe target were measured resulting in distributions differential in neutron angle (0° < _n < 20°) and in kinetic energy (T_n > 50 MeV). The data serve in radiation protection planning for next-generation rare-isotope beam facilities. The experimental data are contrasted with predictions from transport codes as currently used in radiation shield design studies.     

医源性电离辐射损伤及其生物医学防护

随着核与辐射技术在医学检查、诊断和治疗领域运用的增加,世界范围受照人群不断增多,医源性辐射已成为人类最主要的人工辐射来源之一。医疗机构和个人在选择利用放射手段获取诊断和治疗利益的同时,需要注意和防护伴随的辐射损伤效应。本文介绍了医源性辐射及其危害、机体组织的辐射损伤特性和类型、辐射生物效应分子及效应调节研究的进展,简要概述目前临床已经使用或最具应用潜力的辐射防护策略。