分析束强流中子发生器中子比产额及靶寿命

将在分析束(D_1~-)轰击下,大面积高速旋转靶半寿命、中子比产额等指标与非分析束作了比较。中子比产额从1.1×10~(11)s~(-1)·mA~(-1)提高到1.6×10~(11)s~(-1)·mA~(-1),氚钛靶半寿命提高一个数量级,靶寿期由1mA·h/cm~2提高到6.9 mA·h/cm~2。     

LT-21铝合金堆内挂片腐蚀研究

试验研究了重水研究堆内壳用LT—21铝合金堆内挂片的辐照腐蚀性能。堆内重水维持正常水质标准,[Cl~-]≤0.1×10~(-6),[Cu~(2 )]≤0.05×10~(-6),重水温度为5～90℃,重水流速0.06m·s~(-1),重水由氦气覆盖。挂片在堆内重水中暴露时间大致为1,2,3,4,5年,中子注量分别为0.94×10~(21),1.42×10~(21),1.96×10~(21),2.68×10~(21),3.21×10~(21)n·cm~(-2)。LT-21铝合金的均匀腐蚀速率≤1μm·a~(-1),点腐蚀轻微,5批样品的腐蚀氧化膜厚度分别为3.1,5.7,5.5,10.0,12.5μm。     

金刚石中子探测器稳定性和探测效率测试

介绍了金刚石中子探测器主要性能的测试方法。采用14 MeV氘氚中子测试了金刚石中子探测器的稳定性和探测效率,实验结果表明探测器性能稳定,中子探测效率ε_E=8.00×10~(-5)(±9.38%)counts/n·cm~2。SuperMC蒙卡软件对探测效率进行模拟计算,计算结果ε_C=8.69×10~(-5)(±3%)counts/n·cm~2,不确定度范围内认为二者一致。     

LT-21铝合金堆内挂片腐蚀研究

试验研究了重水研究堆内壳用LT-21铝合金堆内挂片的辐照腐蚀性能。堆内重水维持正常水质标准,〔Cl~-〕≤0.1×10~(-6),〔Cu~(2 )〕≤0.05×10~(-6),重水温度为5～90℃,重水流速0.06m·s~(-1),重水由氦气覆盖。挂片在堆内重水中暴露时间大致为1,2,3,4,5a,中子注量分别为0.94×10~(21),1.42×10~(21),1.96×10~(21),2.68×10~(21),3.21×10~(21)n·cm~(-2)。LT-21     

加速器周围散射中子的测定

散射中子比值可通过计算和实测得到。但因计算误差较大,所以用散射锥体挡住直射中子,再测量中子场周围的散射中子的方法是比较好的。 14MeV中子的减弱过程可表示为φ=φ_0exp(-ΣRd)。式中φ_0和φ分别为原有的和经减弱后的中子通量,cm~(-2)·s~(-1);ΣR为屏蔽物的总吸收截面,cm~(-1);d为屏蔽物     

低能电子辐照对环氧树脂性能的影响

为了研究低能电子辐照对环氧树脂的体积电阻率、邵氏硬度、拉伸强度和官能团结构的影响,本文在电子辐照能量为30 keV,注量率1×10~(11) cm~(-2)·s~(-1),总注量为1.6×10~(14) cm~(-2),真空度10~(-6) Pa条件下,结合国家标准对辐照前、后环氧树脂材料的机械性能和结构进行表征。结果表明,辐照后环氧树脂材料的体积电阻率、邵氏硬度、拉伸强度等宏观物理性能均有下降。傅里叶红外光谱图显示环氧树脂主要官能团强度降低,产生的·H、·OH等自由基与聚合物分子上的羟基与氢结合。研究结果对环氧树脂材料在辐射环境中的使用具有重要意义。     

半导体夹心谱仪测量裂变中子能谱的不确定度

本文通过对中子能谱的不确定度的阐释,明确提出了中子能谱的不确定度应理解为能区份额或某一能量范围内中子注量(率)的不确定度。以6 Li夹心半导体中子谱仪测量CFBR-Ⅱ堆泄漏中子谱为例,对3个典型能区的中子注量率谱的不确定度进行了分析。当全谱中子注量率为3.00×107 cm-2·s-1时,0~20keV能区内的中子注量率为5.70+2.38-0.33×105 cm-2·s-1(不确定度中的包含因子k=1),0.59~0.61MeV能区内的中子注量率为(4.32±0.87)×105 cm-2·s-1(k=1),4.99~5.01MeV能区内的中子注量率为0.094+0.028-0.022×105 cm-2·s-1(k=1)。     

中国先进研究堆（CARR）环境影响研究

该工程为建造一座反中子阱型堆芯、核功率60MW的先进研究堆,堆芯中子阱内最大热中子注量率1.2×10~(15)cm~(-2)·s~(-1),重水反射层最大未扰热中子注量率峰值为8.3×10~(14)cm~(-2)·S~(-1)。该堆属中国原子能科学研究院新建的核设施之一,有关放射性三废处理、环境监测等均依托本院现有和在建的设施,与中国实验快堆等工程一并进行统筹安排,以满足国家核安全和环境保护法规的要求。     

重离子核反应中的中子辐射屏蔽计算

在分析重离子核反应中中子的产生和有关保健物理数据的基础上,确定了用于屏蔽计算的核反应系统和计算参数,计算了单核能为100MeV、束流强度为3.9×10~(11)离子/s的~(12)C离子轰击Cu靶时距靶5m和10m处达到不同中子剂量当量率时需要设置的混凝土(ρ=2.3g/cm~3)屏蔽厚度。     

~6LiH 过滤盒的性能研究及其在剂量测量中的应用

本文给出了~6LiH 过滤盒的中子、γ射线吸收性能的实验结果。壁厚约为1.5mm 的~6LiH 盒对反应堆热中子的吸收与0.5mm 厚的 Cd 相当;利用壁厚为2mm 的~6LiH 盒,测得~7LiF、~6LiF 和天然 LiF 热释光剂量计(TLD)的热中子响应系数分別为6.2×10~(-10)、1.06×10~(-7)和2.5×10~(-8)R·cm~2;通过与 Cd 盒比较,得到 Cd 的俘获γ系数为4.96×10~(-9)R·cm~2。介绍了用包~6LiH的 LiF-TLD 测量反应堆周围中子-γ混合场中的热中子和γ射线剂量。     

放射性核素电离空气电子离子对产生率计算

α衰变核素和β衰变核素发射的射线具有电离空气能力而被广泛应用于工业生产中。为研究α或β衰变核素对空气电离能力的大小,本研究采用蒙特卡洛方法模拟理想放射源发出带电粒子在空气中的能量沉积,并结合空气电离理论,计算放射源表面不同距离处电子离子对产生率。利用此计算方法,研究放射源形状、粒子能量、活度和粒子能量分布对电子离子对产生率的影响。结果表明,放射源表面空气中电子离子对产生率的大小主要受放射源活度的影响,而粒子能量及能谱分布等主要影响电离空气范围及电子离子对产生率衰减速率; 3.7×10⁶ Bq/cm²的α放射源最大电子离子对产生率可达10¹¹~10¹² cm^-3•s^-1量级, 3.7×10⁶ Bq/cm²的β放射源最大电子离子对产生率可达10⁹~10¹⁰ cm^-3•s^-1量级。研究结果可提供数据支持,为新的放射性同位素应用技术开发提供理论指导。     

西藏地区天然中子能谱测量

本文采用多球中子谱仪和中子周围剂量当量（率）仪分别对西藏地区的天然中子能谱和周围剂量当量率进行了测量,得到了西藏地区不同海拔处的室外天然中子能谱和周围剂量当量率。研究结果表明：该地区室外天然中子的能谱形状基本保持不变,其各能区的中子注量率随海拔的增加而增大,天然中子的总注量率和有效剂量率及周围剂量当量率均随海拔的增加呈指数规律增大;此外,天然中子的有效剂量率可用中子周围剂量当量（率）仪的测量结果乘以能谱 有效剂量转换因子得到。     

14 MeV快中子照相准直屏蔽系统的设计与优化

基于强流氘氚中子源科学装置HINEG设计了一套快中子照相准直屏蔽系统。采用中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC和ENDF/B-Ⅶ.0数据库计算了准直中子束的中子能谱及注量率、γ射线能谱及注量率、直射中子注量率与γ射线注量率比值（φ_d/φ_γ）、直射与散射中子注量率比值（φ_d/φ_s）、准直束中子注量率的不均匀度等特性参数,并采用MCNP5程序进行了对比验证。研究了准直屏蔽系统的内衬材料、尺寸等对特性参数的影响规律,并通过优化获取了最优设计方案。计算结果显示,在同等计算条件下,SuperMC计算结果与MCNP计算结果相对偏差小于1%,准直屏蔽系统的φ_d/φ_γ为50.1,φ_d/φ_s为5.7,在Φ30 cm视野范围内的中子注量率为4.80×10⁷ cm^-2•s^-1,其中直射中子注量率为4.09×10⁷ cm^-2•s^-1,中子注量率不均匀度为5.8%,满足快中子照相对准直束特性参数的要求。     

MC法优化设计~(252)Cf中子源辐射屏蔽装置

利用MCNP5程序构建了屏蔽装置模型,并模拟了聚乙烯、含质量分数10%硼的石蜡、重水、石墨和铅等材料的中子慢化和屏蔽效果,以及铁对γ射线的屏蔽效果。当中子慢化剂聚乙烯的厚度达5 cm时,透过慢化层发射出的中子注量率达到最大值为5.40×10-4m~(-2)s~(-1)。中子屏蔽层含硼石蜡厚度为33 cm并且γ屏蔽层铁厚度为4 cm时,由中子和γ射线产生的年有效剂量之和满足国家标准相关限值要求。     

T(d,n)4He强流中子发生器的中子能谱和角分布模拟计算

采用将厚靶分割成薄靶的方法对厚氚钛靶、260keV氘束流能量条件下T(d,n)⁴He反应中子源的能谱和角分布进行计算。以分割法计算得到的能谱和角分布数据为基础,建立了D-T中子源Monte-Carlo模拟抽样模型,在考虑中子发生器各元件材料及实验大厅墙壁对快中子的慢化、散射和吸收的条件下,采用MCNP程序对兰州大学3×10¹²s^-1强流中子发生器260keV氘束流能量下的中子能谱和角分布进行了模拟,给出了模拟结果。为检验模拟结果的可靠性,与实验测量能谱进行了比较,Monte-Carlo模拟谱和实验测量谱基本符合。     

SPRR-300反应堆大热柱内中子注量率及能谱分布

利用MCNP程序校核ANISN程序计算出的堆芯分布，进行一维空间简化的修正；同时采用延伸横向尺寸的方法近似替代无法在一维模型中建立的反射层，以进行横向中子泄漏修正。经此修正后，用一维ANISN程序计算了SPRR-300反应堆热柱内的中子注量率分布和中子能谱。热柱内镉比的程序计算值与实验测量结果基本一致，两者间的偏差在5%以内，个别位置处的偏差不大于10%。这一结果表明，对热柱内中子注量率分布及能谱等深穿透问题，采用确定论一维离散程序ANISN可获得很好的计算结果。     

238U裂变电离室测量25.5MeV中子注量率

在飞行时间谱仪测量中子能谱的基础上,利用²³⁸U裂变电离室测量了中国原子能科学研究院HI-13串列加速器产生的25.5MeV中子注量率。为验证该裂变电离室测量快中子注量率的可靠性,在中国原子能科学研究院5SDH-2串列加速器上,利用该电离室和伴随α粒子装置同时测量14.8MeV中子注量率,结果在不确定度范围内一致。     

Target optimization for a 10-MeV E-beam neutron converter

Accelerator-based target design and optimization is an approach for neutron generation. The target plays an important role for a neutron source on an electron accelerator. For optimizing a neutron source using 10 MeV electron beams of Rhodotron-TT200, Pb, Ta, or W alloys with Be were calculated as photo-neutron converter. The neutron yield, flux and energy were simulated using the MCNPX code. The results indicate that a 10 MeV electron beam is capable of producing high-intensity neutron flux of 1013n·cm–2·s–1 with average energy of 0.8 MeV.     

数字化多通道宽量程ITER中子通量密度测量系统研制

针对国际热核聚变实验堆(ITER)对中子通量密度测量宽量程、高集成度、实时性的要求,设计了一套基于PXI架构的多通道中子通量密度测量系统。该系统包括新研制的电流灵敏前置放大器及基于高速模数转换器(ADC)和可编程逻辑器件(FPGA)的主电子学插件。通过全数字化信号处理技术衔接脉冲计数和坎贝尔两种测量模式,大幅拓展了测量量程和提高了系统集成度。该系统通过使用脉冲堆积率估算算法,实现了测量模式的精确自动切换。实验结果表明,该系统具备单一裂变室大于1.7×10~(10)cm~(-2)·s~(-1)中子通量密度实时测量能力,全量程相对误差低于7.1%。