多探测器快中子飞行时间谱仪

描述了一台串列加速器HI-13上的多探测器快中子飞行时间谱仪,并与国际上同类谱仪进行了比较。本谱仪主要用于能量大于8 MeV的快中子散射实验、次级中子双微分截面及带电粒子引起的出射中子能谱的测量。简要介绍了谱仪各主要部分(包括零信号拾取筒、氘气体靶、探测器、电子学等)的结构和特性及其在快中子实验中的应用。     

^124Xe气体靶快中子辐射防护的蒙特卡罗计算

为生产^123 Ⅰ建立^124Xe气体靶靶室。30MeV质子由回旋加速器射出，入射到^124Xe气体靶上，通过发生（p，2n）和（p，P，n）反应，产生快中子。本文使用蒙特卡罗方法，借助于MCNP及GEANT4软件包计算了气体靶靶室周围水泥墙的中子泄漏率，     

蒙特卡罗共轭输运法计算反应堆压力容器快中子注量率

为了保证压力容器（RPV）在核电厂寿期内的安全,通过理论方法准确评估其受到的快中子积分注量率非常重要。本文提出了一种应用共轭输运理论解决深穿透问题的计算方法,并将该方法的计算结果与基准题HBR-2给出的实测值及确定论方法的结果进行了比较。结果表明：本文计算结果与基准题给出的实测数据吻合良好,大多反应率计算相对误差小于10%,最大相对误差不超过35%;70%以上的计算结果准确性优于确定论方法,表明本文提出的解决蒙特卡罗深穿透问题的方法是有效且准确的。     

多气隙电阻板室快中子探测器性能模拟

介绍了一种具有优良时间分辨率的新型快中子探测器,用蒙特卡罗方法模拟了该探测器的能量响应和产生质子的转换效率,分析了其n/γ分辨能力.该探测器结合飞行时间法可以准确地测量快中子能谱.     

快中子探测器的效率刻度

本文叙述了用n-p散射方法刻度快中子探测器效率的基本原理、实验方法和测量结果。400 keV氘束轰击T-Ti靶,由T(d,n)~He反应得到15.2 MeV的中子,散射体是一个圆柱塑料闪烁体(φ2.2×3cm),飞行距离2m,时间分辨率约1.5ns,效率测量的能区范围为1—14MeV,对多次散射和几何条件作了修正,总的误差约2%。     

探测快中子的新技术

本文概述了近年来探测快中子的新技术，它们分别是：抑制γ射线、热中子和带电粒子的符合谱仪；高分辨宽能量范围正比计数器的＾３Ｈｅ夹心谱仪；含氢的纤维闪烁体用于抑制γ射线、中子位置分布和中子能谱测量；及含锂的纤维玻璃闪烁体用于长中子计数器测平均中子能量；中子的直接探测；用于中高能和重离子核物理的多元件阵列快中子探测器和极化仪；用于核核查的中子源影像探测器；高入射氘核能量和高能中子的伴随粒子技术等７个方面     

三维离散纵标-蒙特卡罗耦合方法在快中子注量率计算中的应用

采用三维离散纵标-蒙特卡罗耦合方法(SN-MC耦合方法)对压水堆压力容器的快中子注量率进行计算分析,并与离散纵标方法(SN方法)、蒙特卡罗方法(MC方法)的计算结果以及测量值进行比较。结果表明,SN-MC耦合方法的计算结果和测量值相比偏差在20%以内,满足美国核管会(NRC)法规导则RG1.19对快中子注量率计算方法偏差的要求;当SN-MC耦合方法和MC方法达到相同计数误差水平时,其计算速度比MC方法快2~10倍。     

隐藏爆炸物检测装置快中子辐照安全分析

为推广隐藏爆炸物检测装置在反恐领域的应用,对快中子辐照炸药、食品及药品的安全性进行了分析。通过蒙特卡罗方法建立了装置的快中子辐照炸药安全性评估模型。通过能量沉积计算及炸药起爆机理分析可知,快中子辐照炸药不会产生爆炸的危险。采用剂量分析法对快中子辐照食品及药品的安全性进行了分析,结果表明,在隐藏爆炸物检测装置的快中子辐照条件下,食品及药品的辐照剂量在国家和国际限定的标准内,快中子辐照食品及药品的安全性是可接受的。     

252Cf裂变γ射线伴随飞行时间法刻度液体闪烁体中子探测效率

宏观检验实验是检验核数据正确性的重要实验方法之一。液体闪烁体中子探测器是中子核数据宏观检验实验中快中子能谱测量的主要探测器,其探测效率曲线的准确性关系到实验结果的精度。本文采用²⁵²Cf中子源的伴随γ射线和飞行时间法测得了液体闪烁体对2.0～10.0 MeV中子的相对探测效率曲线,同时利用飞行时间法和400 kV脉冲中子发生器的d-D反应中子源测得了2.9 MeV单能中子的绝对探测效率。将相对探测效率曲线归一到单能点的绝对效率,得到探测器在这一能区的绝对探测效率曲线。使用蒙特卡罗程序NEFF模拟相同参数的液体闪烁体探测器对10.0 MeV以下中子的探测效率曲线。最后将实验结果与模拟结果对比,结果表明实验得到的探测效率曲线合理、准确。     

T(d,n)4He反应快中子屏蔽体优化设计的蒙特卡罗模拟

在考虑T（d,n）^4He（D-T）反应快中子源能谱、角分布、面源结构及靶系统对中子的作用的基础上,利用MCNP程序模拟了（D-T）反应快中子在屏蔽材料中子的输运。通过屏蔽体外泄漏中子及γ射线的注量率、能谱及在水中的吸收剂量的分析,给出了满足T（d,n）^4He反应中子源快中子治疗屏蔽体的三种复合屏蔽方案。     

多气隙电阻板室探测X射线研究

介绍了多气隙电阻板室(MRPC)的结构和原理,用蒙特卡罗方法计算了MRPC对X射线的灵敏度,并进行了脉冲X光机实验.实验表明,MRPC有望作为大面积的阵列探测器用于X射线成像技术研究.     

快中子照相样品散射本底及图像特性的Monte Carlo模拟

模拟了14MeV中子在穿透样品后与闪烁体光纤的作用。对每根光纤中的能量沉积进行了计算,并转换成可见光(496nm)光子数在模拟实验中,分析了影响图像质量的因素。首先计算了散射中子本底与闪烁体和样品(聚乙烯)间距的关系。当间距为厘米量级时散射中子本底对图像的影响很小。其次,计算表明系统对样品的甄别厚度与入射中子总数N有关,在一定范围内近似与logN成线性关系。最后,通过模拟结果给出了理想平行中子束入射情况下系统的平面分辨率。     

基于蒙特卡罗-离散纵标双向耦合方法的快中子注量基准分析

蒙特卡罗（MC）-离散纵标（S_N）双向耦合方法是解决大型复杂核装置屏蔽问题的有效方法。本文针对三维MC-S_N双向耦合方法在大型压水堆核电站屏蔽计算中的应用,进行了基准验证分析。基于美国核管会（NRC）发布的NUREG/CR-6115压水堆基准模型,采用自主开发的三维MC-S_N双向耦合屏蔽计算分析方法,利用MCNP4C精确计算堆芯到热屏蔽精细模型以及位于压力容器内部计算区域的精确模型,三维S N 程序TORT用于进行热屏蔽到第2下降区外表面间的计算。通过自主研发的接口程序实现MC粒子概率分布与S_N角通量密度间的相互转换,实现MC和S_N 双向耦合计算。三维MC-S_N双向耦合方法计算结果与基准报告提供的MCNP、DORT结果符合良好,初步验证了该方法解决大型复杂核装置屏蔽问题的可行性。     

基于高压倍加器的快中子照相技术研究

本文详述了所建立快中子照相系统的性能和实验测试。依托中国原子能科学研究院的600kV高压倍加器,设计加工了线中子源和高L/D复合屏蔽准直器,开展了14 MeV快中子照相系统对聚乙烯、铝、铁和铅材料的空间分辨能力的实验研究。实验中分别采用了厚刀口法和狭缝指示器法,两种方法得到的实验数据相符合。研究结果表明,该快中子照相系统对单一材料能达到优于1mm的空间分辨能力,与理论计算结果相一致。     

三维瞬态输运程序在中子点火中的应用

基于广义半马尔科夫过程模拟方法开发了一套三维中子输运瞬态蒙特卡罗程序GSMP3D,该程序使用ACE格式连续截面,适用于随机中子场瞬态和强中子场瞬态问题的求解。以美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)提供的中子点火对算模型为例,对比了GSMP3D与美国点火程序Mercury的计算结果,二者吻合很好,GSMP3D不仅给出了中子点火概率,还提供了定态点火实验的中子爆发等待时间的统计结果。表明该程序可用于处理中子点火问题。     

241Am-Be中子源快中子成像研究

中子成像是一种与X射线成像互补的无伤探测技术。快中子比热中子等低能中子具有更强的穿透力而适合更厚材料的检测。但是快中子难于探测使得快中子成像研究直到最近几年才受到人们的重视。同位素和加速器中子源适合发展可移动中子成像无伤检测系统，而且同位素中子源还有发展便携式无伤探测系统的潜能。本文介绍作者利用同位素中子源241Am-Be开展快中子成像研究的初步结果。     

蒙特卡罗方法在中子能谱研究中的应用

针对快中子能谱实验测量数据的修正 ,开发了FAMS MC蒙特卡罗计算程序 ,对 5 9、6 4和1 4 1MeV中子在Be核上产生的次级中子双微分截面的实验结果进行了修正计算 ,并与用MCNP蒙特卡罗程序修正的结果进行了比较。用FAMS MC程序进行中子能谱实验测量数据修正得到满意结果。     

用4.5MV静电加速器开展快中子照相的研究

用国产原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件——快中子转换屏。利用⁹Be(d，n)反应在北京大学4.5MV静电加速器上产生低于7MeV能区的快中子，采用胶片成像法进行了快中子照相的初步实验。借助带不同孔径的Fe等不同材料制作的不同厚度的试验样品，对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步测试和研究。实验结果表明，研制的快中子转换屏能够满足快中子照相的需要。