Fe活化箔活化γ射线测量技术研究

较系统地研究了特定条件下Fe活化箔活化γ谱测量及解谱等相关技术,包括高阈能探测器的自吸收、自屏蔽、扰动等影响。分析了实验测量和蒙卡计算结果,并对结果进行了讨论。     

用于闪烁薄膜探测器灵敏度标定的中子屏蔽体设计

为标定薄膜厚度大于0.1mm的闪烁薄膜探测器灵敏度,采用MCNP程序建模优化设计了适用于在中国原子能科学研究院放射性计量测试部的5SDH-2串列加速器上进行实验的中子屏蔽体。实验表明,该屏蔽体可将偏离通道的中子注量减弱到通道中子注量的十分之一以下,将本底信号抑制在较光电倍增管暗电流略低的水平上,对于薄膜厚度大于0.1mm的探测器,可使其信噪比大于1∶1。计算表明,准直孔的散射对探测器测量灵敏度的影响不超过5％。     

阈探测器法测量Am-Be中子源屏蔽辐照腔内的中子能谱

选用多种活化箔片作为阈探测器,测量了Am-Be中子源屏蔽辐照腔内的中子能谱。在待测中子场点对活化箔片进行辐照后,测量各箔片生成放射性核的γ放射性,计算出各箔片的实验比反应率。运用SAND-Ⅱ迭代方法,求解出Am-Be中子源屏蔽辐照腔内的中子能谱。详细分析了初始谱、能群划分、能群截面等对解谱准确度的影响。     

在特定实验条件下的散射中子本底研究

研究了d-T中子源与探测器距离较近时,扣除实验大厅散射中子本底的方法。实验上采用屏蔽法,用了铀裂变电离室。用MCNP/4A程序和FENDL2库数据计算了实验大厅散射中子本底曲线。采用实验和计算相结合的方法扣除了在特定实验条件下的散射中子本底,方法是可行的。     

用金活化法测定加速器中子源中子注量及MCNP4C修正

在四川大学720所2.5MeV静电质子加速器上,由核反应7Li(p,n)7Be,T(p,n)3He产生中子,对中国工程物理研究院研制的新型中子探测器进行效率刻度实验中,需要知道探测器位置处的中子绝对注量,为此我们测量了0.165、0.352、0.576、1.400MeV四个能点的中子注量。测量方法采用的是金活化法,在实验测量中,由靶头材料、冷却水层和样品的包层材料等引起的多次散射效应及中子在样品中的自屏蔽效应等均对实验结果产生影响。这些因素在实验中不可避免,也难以通过实验方法扣除,因此用Monte Carlo程序MCNP4C对上述效应进行了修正计算。     

超临界事故固体裂变径迹中子剂量计

阈探测器是研究中子能谱的一种有效工具,而中子能谱是解决某些辐射剂最学问题(其中包括确定紧急核事故中子剂量)所不可缺少的资料。用核乳胶和活化阈探测器测量事故中子剂量有一定的局限性。1967年,K.Becker 等人提出用“非照相方法”测量事故中子个人剂量的建议,并用天然铀和聚碳酸酯制作一种简单的裂变径迹个人中子剂量计~([1])。近年来,我们也研制了这种固体裂变径迹中子剂量计。在超临界紧急事故中,应用这种剂量计来测量中子剂量具有许多明显的优点:测量速度快,可测量的剂量范围大,环境适应性强和径迹计数能自动化等。其缺点是剂量计本身固有的γ放射性虽然已降低到很弱,但仍高出环境本底     

可控中子源中子-伽马测井仪中屏蔽结构的优化

本文设计了一种使用遗传算法调用蒙特卡罗计算软件MCNP的方案,用以优化设计中子-伽马测井仪中的屏蔽结构。以D-D聚变中子源和BGO探测器为研究对象,以最小化探测器内的辐照本底为优化目标,设计出了3种不同厚度的屏蔽结构。模拟结果表明,这些屏蔽结构具有优异的屏蔽性能,可有效地降低探测器中的辐射本底。     

用阈探测器活化法测量50MeV/u重离子实验靶区的中子注量率、能谱和中子产额

用阈探测器中子活化法测量了50MeV/u ~(12)C离子实验靶区的次级中子平均注量率、角分布、粗略能谱,并估算了重离子反应的中子产额。     

中子符合计数器在设计与应用时应注意的几个问题

在核材料衡算中,对铀、钚的分析可以采用化学的方法,但需要对样品进行破坏,且操作复杂,测量周期较长。由于铀、钚都可以自发裂变产生中子,可以进行中子测量,中子测量不需要破坏样品,可以对大体积样品进行快速分析,且误差较小。就中子符合计数器进行了参数优化实验,更好地理解了中子探测器的设计原理,包括中子计数统计、屏蔽厚度、不同材料对中子的散射、高压影响、门宽设置、死时间的修正、衰减时间确定、探测效率验证和γ干扰影响等;同时进行了测量条件实验,包括偶然事件影响等。为更好地使用此技术,具有一定的借鉴意义。     

造钚率实验中γ射线自吸收修正研究

造钚率实验研究中需要测量贫化铀活化片发射的277.6 keVγ射线,活化片对此γ射线具有一定自吸收作用,需要对其进行修正。用面源法和体源法开展了自吸收理论的蒙德卡罗模拟计算,结果显示:探测距离为9 cm时,两种方法的偏差小于1.3%。用243Am面源、贫化铀活化片和HPGe探测器开展了277.6 keVγ射线自吸收实验研究,得到了不同厚度贫化铀活化片对277.6 keVγ射线自吸因子,实验结果与理论模拟偏差小于2.5%。     

使用活化探测器和成像盘技术相结合的方法测量混凝土屏蔽体内中子空间分布

描述了一种联合使用活化探测器和成像盘技术（IP）探测中子注量的方法。利用这种方法测量了高能中子束线装置KENS（KEKspallationneutronsourcefacility）中混凝土屏蔽体内中子的空间分布。高能中子注量衰减的实验结果与使用蒙特卡罗程序MARS14模拟计算的结果符合很好。结果表明，联合使用活化探测器和成像盘技术可以同时测量多个位置的中子注量，直观展现出混凝土屏蔽体内中子强度的分布情况。     

固体反冲质子辐射转换体THGEM快中子探测器特性模拟研究

使用Geant4模拟研究了基于聚乙烯辐射转换材料的THGEM快中子探测器的辐射转换特性。结果表明,探测器响应具有一定阈特性,其灵敏度、响应阈值随辐射体厚度、吸收层厚度、中子入射角度、辐射体面积变化而改变。中子垂直入射,聚乙烯辐射体厚度50μm、铝吸收层厚度10μm时,探测器阈上响应具有较好的坪特性,阈值为2.2 MeV,灵敏度为1.0×10-4cm2。     

利用金属钆测量热中子通量的实验研究

研究了一种测量热中子通量的新方法,利用金属钆与热中子反应产生的次级γ射线来确定热中子通量。使用两个NaI探测器进行符合测量,设计了对伽玛射线和散射中子的良好屏蔽体。经过对本底和钆样品的多次测量,对钆与中子反应产生的伽玛能谱进行了分析,计算出了中子与钆反应产生的计数率(样品净计数率),其最大值达到2.74 Hz,从而证实了这种方法的可行性。     

中子活化法测定~(232)Th裂变产物产额

采用中子活化法测量了~(232)Th的裂变产物及其累积产额。利用加速器T(d,n)~4He反应产生的14.9 MeV高注量中子长时间照射ThO_2样品,用高纯锗γ谱仪测量其特征γ谱,求得较长半衰期核素~(99)Mo、~(141)Ce、~(143)Ce、~(131)I、~(140)Ba等的裂变产额,实验结果的典型误差为4%。其中,利用MCNP程序对中子的多次散射效应和自屏蔽效应进行修正,同时考虑了中子注量波动及γ射线在样品中的自吸收影响。     

中子通量探测丝的自屏因子计算

中子通量探测丝的自屏因子计算李兆桓（中国原子能科学研究院）关键词自屏因子，探测丝，中子散射影响在许多情况下，热中子反应堆内的中子通量是采用丝状探测器测量的。这类探测器的自屏大，不易处理。本文采用一种方法，既考虑中子散射的影响，又能获得较满意的结果。现...     

50MeV／u^12C离子实验靶区中子注量率的测量

用阈探测器中子活化法测量了50MeV/u~(12)C离子实验靶区出射的热中子以及E_n分别大于6、11、20、50MeV的中子注量率。     

保温层对快中子检测油垢厚度响应的影响

利用快中子透射法和散射法研究了保温层厚度在0～72mm时对测量输油管道油垢厚度响应的影响。实验装置由中子束发射器、中子探测器和BH1224型微机多道谱仪组成。实验结果表明：在油垢厚度较小时,随着保温层厚度的增加,检测输油管道油垢的灵敏度减小,但对透射法的影响比散射法小;透射法中子计数适合于半对数进行线性拟合,R²的平均值为0.9958;散射法中子计数适合于二次多项式拟合,R²的平均值为0.9979。     

起飞角连续可变的中子单色器屏蔽装置

单色器屏蔽系统是中子散射谱仪中的关键部件之一。大多数反应堆中子散射实验测量均须使用单色中子（具有特定能量或波长的中子）作探针。由反应堆引出的白光中子束的单色化过程由置于反应堆生物屏蔽外的晶体单色器来实现。当需要不同波长的中子时,可以通过改变单色器的起飞角2θM（入射束与出射束之间的夹角）来实现,为满足屏蔽要求并有效降低实验本底,必须在单色器周围和单色器之前中子的路径周围设置屏蔽,即设置单色器屏蔽系统。     

钨-铜合金影锥屏蔽体屏蔽性能的MCNP程序计算

利用MCNP程序对影锥屏蔽体的屏蔽性能进行计算和深入分析。结果表明：影锥屏蔽体对于周围及样品造成的散射中子本底影响低于1.4%。中子穿透影锥屏蔽体而产生的γ射线泄漏率为10^-16～10^-14数量级，对于中子散射微分截面的实验测量，其影响可以忽略不计。W-Cu合金影锥屏蔽体的设计模型符合设计标准，就飞行距离为4～10 m的范围而言，影锥屏蔽体可使源中子注量衰减10^-7，屏蔽效果显著。     

CARR堆冷中子瞬发伽玛活化分析系统及实验研究

利用中国先进研究堆（CARR）在国内首次开展了冷中子瞬发伽玛活化分析（CNPGAA）实验,采用定制加长的电制冷高纯锗（HPGe）探测器和先进的数字多道谱仪DSPEC®-502进行测量,获得了NH₄Cl样品中元素冷中子瞬发伽玛谱和本底谱等数据,同时利用伽玛放射源¹⁵²Eu、¹³⁷Cs、⁶⁰Co以及NH₄Cl产生的瞬发伽玛射线对探测器在宽能区0.1~8 MeV进行能量刻度。为降低环境辐射本底,HPGe探测器外围采用环形锗酸铋（BGO）康普顿谱仪,10 cm铅以及含⁶Li和¹⁰B材料对中子束流准直屏蔽。此外,利用金片活化法测量了CARR堆运行功率为15 MW时有无冷源情况下冷中子导管B(CNGB)末端1 m处的中子注量率,结果显示有冷源时中子注量率可提高一个量级。