长计数器的特性研究及其在屏蔽性能测量中的应用

用252Cf中子源对BF3计数管进行了调试,确定其最佳工作电压为1450V,计数管有效中心在长计数器端面内13.5cm处。通过不同厚度聚乙烯慢化同一中子源的计数率的比较发现,长计数器的"平"特性较好。用长计数器测量了一种新研制的含硼聚乙烯材料的中子衰减系数为0.236,MC方法计算值为0.218,二者在误差范围内符合。     

MC模拟计算BF3管长中子计数器探测效率

利用MC法对BF3计数管长中子计数器的探测效率进行了模拟计算.分别研究了探测效率与管外慢化体材料及厚度、中子能量、探测距离之间的关系.在模拟参数的基础上,自制了一台长中子计数器,并利用Am-Be中子源对BF3计数管的探测效率进行了实验测量.实验结果表明:模拟结果与实测结果基本一致,本模拟结果为BF3计数管的设计和应用提...     

长中子计数管探测效率的模拟

为获得较高的探测效率且在较大范围内对中子有比较平坦的能量响应曲线,用蒙特卡罗程序研究了聚乙烯慢化体结构对BF3长正比计数管的中子探测效率的影响。模拟结果表明,增大慢化体半径可增加计数管探测效率,调节计数管前端慢化体厚度可改善能量响应曲线高能部分的平坦度。另外,利用建立的模型计算了1套现有的长硼计数器对D-D(2.4MeV)及D-T(14.1MeV)中子的相对探测效率。模拟结果为探测系统对D-D中子的探测效率为对D-T中子的75％,而加速器标定的实验结果为61％。两者可认为是近似一致的,这从实验上验证了模拟模型的可靠性。     

De Pangher长计数器等效中心测量及分析

为了准确测量长计数器到源的距离,需要确定长计数器等效中心的位置。对单能中子源,在等效中心处,长计数器可被视为"点"探测器,其探测效率与其工作距离成平方反比关系。如果事先知道长计数器在不同工作距离下的探测效率,则可以利用该平方反比关系确定长计数器等效中心的位置。利用加速器中子源,分别在0.144 Me V、0.565 Me V、1.2 Me V、2.5 Me V、5.1 Me V以及14.8 Me V等6个能量点刻度了De Pangher长计数器距靶心不同距离处的探测效率,利用平方反比关系得到长计数器在各能量下的等效中心位置。由实验数据拟合出长计数器等效中心到其前端面距离r0与中子能量En的关系曲线,结果表明在0.144~14.8 Me V范围内,r0与中子能量的自然对数近似呈线性关系。     

同位素中子源参考辐射能谱测量及模拟中子谱分析

不同成分中子参考辐射场是对中子防护材料性能测试的基本条件。为获得较理想的测试中子防护材料的中子参考辐射场,构建基于³He正比计数管的多球中子能谱测量系统,对基于²⁴¹Am-Be和²⁵²Cf中子源的中子辐射场慢化情况进行MCNP模拟和能谱实验测量。为准确判断实验室校准参考位置的中子散射情况,基于多球中子能谱测量系统,开展了中子散射成分测量。采用ICRP推荐的注量-剂量转换系数对能谱进行了剂量率转化,与使用长计数器的测量结果进行比较,发现在校准参考位置的剂量率相对偏差≤20%。开展了聚乙烯慢化同位素中子源获得特定能谱的实验研究,进行了慢化谱的模拟计算和实验测量,两者结果符合较好。该工作为后续的中子计量测试和中子防护材料测试提供了可用的中子参考辐射场。     

能量拓展型长中子计数器响应特性研究

高能中子的测量在空间中子所致剂量评估和高能粒子加速器辐射防护等方面越来越重要。介绍了一种能量拓展型长中子计数器的性能研究模拟及测试结果。这种能量拓展型长中子计数器是基于De Pangher的设计,通过在长中子计数器内层慢化体嵌入金属铅和铬材料,利用中子与金属材料的（n,xn）增殖反应,改善了其高能响应。采用蒙特卡罗模拟优化了长中子计数器的结构,获得在1 keV～20 MeV、1 keV～150 MeV能量范围内最大值相对平均值偏差为12.2%响应特性曲线。利用Am-Be中子源和D-T中子源标准辐射场测试了长中子计数器的有效中心和能量响应,验证了长中子计数器在20 MeV内的能量响应。将实验结果与蒙特卡罗模拟计算相比较,结果表明：理论计算与实验在误差范围内一致。     

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%）。     

用于D-D、D-T混合能量中子测量的长计数器研究

对De Pangher长计数器的能量响应曲线进行了理论模拟。计算结果表明:在De Pangher长计数器前端增加一定厚度的聚乙烯慢化体,可使其对D-D、D-T中子的探测效率基本相同,从而实现D-D、D-T混合能量中子的测量。在加速器上对这种结构的长计数器进行了效率刻度,结果表明,当聚乙烯材料厚度约为9 cm时,长计数器对D-D、D-T中子的探测效率相等。     

脉冲中子测量中用长计数器校准闪烁探测器的方法

介绍了采用长计数器与闪烁探测器相组合,通过长计数器对闪烁探测器进行适时校准,进而以闪烁探测器给出低产额脉冲中子注量(或产额)的方法。该方法既减小了长计数器单次计数少引起的统计涨落,又避免了闪烁探测器受γ本底影响大的缺陷,同时还充分利用了长计数器平能量响应以及闪烁探测器探测效率的优点,将长计数器成功地运用于脉冲中子辐射场中,在脉冲中子辐射场中通过长计数器实现了中子注量(率)的量值传递,实现了脉冲中子源中子产额的测量。     

脉冲中子源中子产额稳定性的评定

中子产额的稳定度是脉冲中子源的一项重要指标.文中介绍了一种评定脉冲中子源产额稳定性的新方法.测试系统由长计数器和一对性能基本相同的积分型探测器组成,中子产额的稳定度直接通过数据处理获得而无需对各探测器测量的不确定度进行分别评定.通过不同探测器得到的实验结果彼此符合很好.