中子等剂量当量探测实验方法研究(英文)

对中子剂量当量仪实现中子生物等效探测的原理进行了研究。讨论了“吸收筛法”与“多探测器法”两种传统的实验方法。在此基础上,提出一种新的实现中子生物等效探测的原理——“吸收棒法”,以期实质性地提高该类仪器的中子灵敏度,克服两种传统方法的缺陷。并基于新原理,研制成功一种新型的中子剂量当量仪。该仪器的中子灵敏度达10cps/(μSv·h~(-1)),比国内外现有的同类仪器指标(0.23～0.56cps/(μSv·h~(-1))),高18至40倍。其它技术指标也皆达到或超过国际上现有的同类产品水平。因而证实了“吸收棒法”实现中子生物等效探测原理的科学性、先进性与实用性。     

中子品质因数和剂量当量

扼要地介绍了中子品质因数和剂量当量概念的演进，提出了拟合ICRP第60号出版物推荐的中子有效品质因数的经验公式，以及若干单能中子注量对周围剂量当量换算系数。     

中子剂量当量测量技术研究进展

中子剂量当量的测量,已在国民经济和国防科技中取得了广泛的应用。但在中子剂量当量测量过程中,由于探测器能量响应及不确定因素等的影响,中子剂量当量测量的准确度一直不高。论文介绍了中子剂量当量的测量方法,影响中子剂量当量测量的因素,并展望了中子剂量当量测量的发展方向。     

中子剂量当量仪的设计

为了提高中子剂量当量测量的准确度,利用MCNP5程序模拟优化了一种球形中子剂量当量仪的能量响应曲线。模拟结果表明,当聚乙烯厚度为10 cm,镉片处于聚乙烯慢化体中0.9–1.0 cm、半径为0.45 cm、长度0.1 cm时,在能量为2.53×10–8–10 MeV,能量响应因子为0.2–1.8,并与相关剂量仪性能进行比较,从而验证了此中子剂量当量仪设计的准确性。     

重离子加速器实验靶区的中子剂量当量率

用阈探测器中子活化法测量了５０ＭｅＶ／ｕ＾１８Ｏ离子轰击Ｂｅ、Ｃｕ、Ａｕ厚靶出射中子的注量率分布,并利用中子注量率对剂量当量率的转移因子,得到了重离子实验靶区的中子剂量当量率分布。     

中子剂量当量仪在复杂中子场中的应用研究

针对目前反应堆安全壳内中子剂量测量存在较大误差的特点,通过分析中子剂量当量仪的工作原理、校准方法和现场测量过程中存在的不足,阐述其对测量的影响,并提出修正和弥补措施,以供相关人员参考.     

可携式中子剂量当量率仪

本文介绍NH1型可携式中子剂量当量率仪的结构和性能。该剂量仪由包有聚乙烯慢化体和硼塑料层的球形~3He计数管和电子学系统组成,适于热能—15MeV能区的中子剂量当量率的测量。剂量当量率测量范围在0.1—10~4μSv/h之间;在热能附近能区和0.3—5MeV能区,剂量当量率响应随能量的变化在±30％以内,对于能量为1.15MeV的中子,响应值约为0.56cps/μSv·h~(-1)。该剂量仪具有模拟和数字显示,重量为7kg。在改换量的名称并对能响作适当修正的条件下,NH1型中子剂量当量率仪可用于中子周围剂量当量率的测量。     

高灵敏度环境中子剂量当量仪的优化设计与实验验证

本工作采用MCNP程序对探测器探头的主要参数进行了模拟计算和优化选择。提出了高灵敏度环境中子剂量当量仪的设计方案。最后通过实验验证，试验结果与计算结果基本吻合。     

周围剂量当量计和定向剂量当量计的实验研究

根据国际辐射单位和测量委员会(ICRU)39号报告推荐的在工作场所或环境监测中新的实用辐射量定义,研制了球形周围剂量当量计和平板形定向剂量当量计,并对其主要性能进行了实验测量,刻度了响应因子。     

周围剂量当量计和定向剂量当量计的实验研究

根据国际辐射单位和测量委员会(ICRU)39号报告推荐的在工作场所或环境监测中新的实用辐射量定义,研制了球形周围剂量当量计和平板形定向剂量当量计,并对其主要性能进行了实验测量,刻度了响应因子。     

多球中子谱仪的周围剂量当量转换研究

以辐射场全能段中子能谱获取及周围剂量当量转换为目的,针对一套以3He正比计数器为探测器的多球中子谱仪,介绍了采用脉冲幅度分析法进行中子-γ甄别,准确测量中子计数率的方法;测量并获取了实验室本底环境中子、Am-Be中子源、氘氘中子管连续出射中子三种辐射场的中子能谱,并予以分析;基于中子能谱进行周围剂量当量转换,分析了不同能量段中子所占的剂量比重,发现快中子是主要贡献者;在比较测量中,对三种单慢化体中子剂量仪器产生的误差进行了理论分析,并给出了依靠多球中子谱仪测准中子周围剂量当量的三点建议。多球中子谱仪可以直接测算周围剂量当量,可以指导其它中子剂量仪器的标校,还可以针对具体能量段进行中子防护设计,精准有效指导外照射剂量防护工作的开展。     

BH3105型高灵敏中子剂量当量仪

考虑到在传统的“吸收筛”设计原理框架内难以设计成高灵敏度中子剂量当量测量仪,研制了一种基于全新的中子剂量生物等效调整原理——“吸收棒”法的BH3105高灵敏度中子剂量当量仪。该仪器的灵敏度达10cps/(μSv·h~(-1)),比国外同类仪器高18～40倍,比国产FJ342型中子雷姆仪高约10~4倍。其量程范围为0.1～1Sv/h,比同类仪器扩展1～2个     

BH3105型高灵敏中子剂量当量仪

考虑到在传统的“吸收筛”设计原理框架内难以设计成高灵敏度中子剂量当量测量仪,研制了一种基于全新的中子剂量生物等效调整原理——“吸收棒”法的BH3105高灵敏度中子剂量当量仪。该仪器的灵敏度达10cps/(μSv·h~(-1)),比国外同类仪器高18～40倍,比国产FJ342型中子雷姆仪高约10~4倍。其量程范围为0.1～1Sv/h,比同类仪器扩展1～2个量级。其它性能,如耐γ性能、能量响应及方向性等,皆达到与超过国外同类产品水平。     

一种中子剂量当量仪的探头设计

针对单探测器中子剂量当量仪的能量响应性能普遍不好的情况,设计了一种由三个慢化球壳和三个3He正比计数管构成的多探测器中子剂量当量仪的探头,对它的能量响应进行了计算,并与ICRP的推荐值进行了比较和分析,提出了对它的能量响应性能进行进一步改善的方法。     

BH3105E型中子剂量当量仪研制

研制成功BH3105E型中子剂量当量仪.仪器采用镉吸收棒法实现热中子至14 MeV区间等剂量当量测量;选用6Li玻璃闪烁体作为中子探测器;探头输出信号送至硬件电路进行处理.信号经主放大器、脉冲幅度甄别器、整形器由处理器进行计数采集.仪器系统软件设计实现了测量数据存储,采用串口协议与单片机进行通讯.     

双探测器中子剂量当量仪的探头设计

针对单探测器中子剂量当量仪的能量响应性能普遍不好的问题,设计了一种新型中子剂量当量仪,该中子剂量当量仪的探头包含有两个不同厚度慢化体球壳和两个球形3He正比计数管。用MCNP程序对分别嵌入到两个慢化体球壳中心的两个3He正比计数管的能量响应进行了计算。在周围剂量当量的结果计算时,用两个探测器的计数率之比确定1个修正因子以对探测器的计数率转换成中子周围剂量当量率进行修正。经过理论分析和实验验证,该中子剂量当量仪的能量响应性能有一定改善,可使热中子～14MeV范围内的能量响应缩小到0.7～1.3范围内。     

西藏自治区天然中子周围剂量当量率的测量

使用中子周围剂量当量仪对西藏自治区天然中子周围剂量当量率进行了测量。分析结果表明,在西藏自治区中海拔高度位于2 000~5 000 m的范围内,海拔高度每增加1 280 m,天然中子周围剂量当量率增加约1倍。同时,建筑物对天然中子有明显的屏蔽作用。     

用于中子剂量当量仪校准的同位素中子参考辐射的建立

建立了三种辐射中子源项的同位素中子参考辐射场,对有关技术内容和方法以及达到的技术指标进行了总结;介绍了参考辐射场的标准化中子参数及其测量方法。结果表明,已建立的同位素中子参考辐射满足有关技术规范要求,可用于中子剂量当量仪的校准和检定。