迷宫屏蔽剂量计算方法的比较研究

本文在NCRP第49、51和151号报告基础之上,概述了低能和高能加速器迷宫剂量率的理论计算方法。应用此种方法,分别对同方威视技术股份公司密云CT厂房的多折迷宫和军事医学科学院辐照实验室的弧形迷宫进行了理论计算。通过与现场测量实验和蒙特卡罗模拟计算结果的对比得出,该方法只要参数选取合理,对于一般迷宫剂量率的估算,可以节省大量计算时间,得到较为保守准确的结果。希望可以为今后迷宫的设计和剂量估算方法提供参考。     

加速器热中子照相装置CCD芯片屏蔽的模拟计算

建立了研究加速器中子源热中子照相装置CCD芯片屏蔽效果的蒙特卡罗模拟方法,对γ与中子吸收剂量率的模拟计算结果与实验相符.进行了基于9Be(d,n)反应的热中子照相装置屏蔽系统的优化设计,在复杂几何条件下用蒙特卡罗模拟分别计算了CCD芯片在中子、γ混合场中的吸收剂量率和快中子注量率,对CCD相机在辐射场中安全性能进行了评估.     

重离子加速器在线测量实验区的屏蔽设计

本文主要介绍了重离子加速器核物理实验在线测量中为降低辐射本底而采用的多层组合屏蔽设计。计算了能量为700MeV 的~(12)C 重离子入射~(56)Fe 厚靶产生的中子产额(0.16n/离子)、能谱和角分布。采用铁(50 cm)、标准混凝土(150 cm)和硼砂层(1 cm)三层组合屏蔽,可在700MeV ~(12)C 重离子以7.5×10~(10)离子/s 流强入射~(56)Fe 厚靶下,把实验区的中子通量密度降低到1n/cm~2·s 左右。     

1.5MeV电子辐照平台屏蔽改造

针对一台功率为15kW的1.5 MeV电子辐照平台,进行了屏蔽计算分析与改造设计工作。根据辐照平台厂房布局建立三维模型,使用蒙特卡罗方法进行了相应屏蔽计算。通过对辐照平台主屏蔽体外光子剂量率的计算,对已有建筑物墙体的屏蔽效果进行评估。评估结果表明,建筑物四周墙体厚度满足设计要求。对辐照室和门洞等局部位置进行了屏蔽计算设计,通过对不同屏蔽厚度的计算结果进行比较,给出了满足设计要求的合理可行的设计方案。为验证屏蔽计算结果,在工程验收阶段,对周围人员活动区域进行了现场测量。测量结果表明,辐照平台原有主体屏蔽及新增局部屏蔽可使光子剂量率低于设计目标值,满足防护要求。     

大功率电子加速器辐照站的屏蔽设计

本文简要介绍一台3000kV、10mA电子加速器辐照站的屏蔽设计。设计中根据屏蔽计算和代价-利益分析方法确定防护墙厚度,其结果比制造厂推荐的厚度小得多。测量结果表明,工作环境的辐射水平稍高于天然本底。     

兰州重离子加速器冷却储存环屏蔽计算

本文利用Ｍａｄｅｙ的中子多重性理论计算出了重离子核反应出射中子产额,再用Ｗｅｉｓｅ方法计算了兰州重离子加速器冷却储存环 厚度;为了比较,同时对Ｂａｒｂｉｅｒ在设计ＧＳＩ的ＳＩＳ－ＥＣＲ冷却储存环的屏蔽时间所用的方法计算了ＣＳＲ的屏蔽厚度,两种方法的结果符合得较好。     

9 MeV行波电子直线加速器屏蔽设计与评价

采用Monte Carlo模拟计算程序EGS4,对海关大型集装箱检测系统用的9MeV行波电子直线加速器的机头和机房屏蔽进行了计算和辐射模拟分析,并分别与经验公式计算数据和实测值进行了比较。结果表明,在加速器机房内外主要参考点上,用EGS4程序计算得剂量当量率与实测结果符合较好,为EGS4的灵活应用提供了范例。     

医用直线加速器机房辐射屏蔽分析

为评估机房辐射防护水平,依据机器的运行上限参数,运用相关文献报道的计算方法,对X射线初级和次级屏蔽层以及加速器防护门的屏蔽能力进行估算和分析。结果表明:加速器机房四周墙体(除迷路内墙外)和天棚的设计厚度均大于理论计算厚度,表明机房的相应屏蔽层厚度设计可以满足15 MeV X射线加速器的防护标准及选定的剂量管理目标值;此外,机房防护门需增加8.3 mm铅和6.9 cm含硼聚乙烯才能分别满足对X射线和中子的屏蔽要求。     

Hi-Art tomotherapy加速器机房的辐射防护屏蔽评价

利用Hi-Art tomotherapy加速器辐射场的数据,来计算某医院同型加速器机房防护屏蔽厚度,并进行职业病危害辐射防护评价。由于螺旋断层加速器自屏蔽结构的存在,对于其机房屏蔽防护设计只需考虑散射线和漏射线。根据同型加速器辐射场特性,计算以加速器中心点为中心、每隔15o张角所对应机房墙体辐射防护屏蔽厚度,并对机房的设计值进行对比评价。结果表明,机房各屏蔽体所需防护屏蔽厚度最大值为与加速器中心点张角为15o处,东、南、西、北面墙体、顶棚、地板所需屏蔽厚度分别为1023、975、917、1460、1147和1189mm。经核实计算,除北侧防护墙设计厚度(1200mm)偏小外,其余均满足辐射防护屏蔽的要求。     

JJ—2型静电加速器机房和辐照室的屏蔽设计

本文介绍 JJ-2型静电加速器机房和辐照室的屏蔽设计。文中叙述了屏蔽的对象、屏蔽设计的依据、屏蔽计算方法和屏蔽方案。实测结果表明,在加速器电压2MV、束流强度0.2mA 运行条件下,辐照室四周墙外侧附近的辐射水平为30—40μR/h。从屏蔽防护的角度,为该加速器今后工作的发展留出了余地。     

稳态总剂量效应(TID)试验剂量率选择的研究

通过调研分析,发现ESA/SCC 22900和MIL-STD-883G方法1019.7在剂量率的选择等方面存在较大差异。针对美国宇航局NASA发布的TID试验报告中总剂量及其对应的剂量率值进行统计分析,了解到不同工艺器件进行TID试验时采取多步骤辐射,辐射过程中所选择的剂量率几乎均小于1rad(Si)/s,且剂量率随总剂量不断改变。当总剂量低于30krad(Si)时,曲线分布没有规律,随机性较大;当总剂量大于30krad(Si)时,剂量率随总剂量的增加而增加,但不满足线性关系。针对不同剂量率辐射后器件失效机理的分析研究,得出器件在低剂量率辐射下失效的主要原因是界面态,而在高剂量率辐射失效的主要原因是辐射感生氧化物陷阱电荷。     

环境地表γ辐射剂量率理论建模初探

运用最新的decay衰变纲图,通过理论建模,建立土壤中铀系、钍系、长衰变核素40K与环境地表的γ辐射致空气吸收剂量率的关系,并与Beck公式进行比较,进一步验证推导公式的准确性。为以后进行环境地表γ辐射剂量率的计算提供公式借鉴。     

合肥光源辐射剂量监测系统

合肥光源原有的辐射监测系统是为衰减运行模式而设计建造的。为了更好地促进用户实验的科研产出,合肥光源正在进行恒流运行关键系统改造。在改造中,为了保障实验人员和设备的安全,根据恒流运行要求增加了辐射剂量监测点和完善了安全联锁功能。系统基于EPICS开发,由探测器、通讯模块、数据采集监测软件、数据分析系统等组成。该系统既能监测光源区及周边的辐射剂量率水平,还具备计算积分剂量、历史剂量查询以及必要的安全联锁等功能。新系统已经运行三个多月,系统稳定可靠,能很好地满足合肥光源恒流运行模式对辐射监测的要求。     

Shut-Down Dose Rate analysis for ITER Diagnostic Equatorial and Upper Ports

The Shut-Down Dose Rate (SDDR) is an important criterion of radiation safety for the personnel access for maintenance operations in ITER ports after the cessation of the D-T 14 MeV neutron fusion source. Therefore, the problem of the SDDR calculations attracts the attention of fusion neutronics community because SDDR in such a large and geometrically complicated fusion device as the ITER tokamak is challenging to compute. This challenge has been faced and overcome by applying dedicated methodological approaches explained in this paper. The results of the SDDR analysis allowed us to propose several design solutions for improvement of the radiation shielding of the ITER Generic Diagnostic Equatorial and Upper Port Plugs (EPP and UPP). The SDDR analysis was focused on the interspace area located between the ITER bioshield and port plugs where the personnel access is envisaged at ∼12 days after the ITER shut-down. By this analysis the radiation streaming pathways and dominant sources of decay radiation were revealed and the methods to mitigate the streaming and subsequent activation were found. The optimization of the port shielding was targeted on minimization of the SDDR in the interspace area following the ALARA principle and taking into account the feasibility to implement proposed shielding options with the actual hardware. Among them, wrapping the EPP walls with the B₄C tiles improves the EPP shielding performance. While void around the ELM/in-vessel coils and blanket manifolds leads to the performance reduction. The SDDR inside the Generic UPP interspace depends mainly on the environment (blanket, manifolds, and gaps).     

脉冲堆屏蔽设计与分析

本文扼要介绍了脉冲堆屏蔽设计的内容、使用的计算机程序、数学模型、计算方法以及主要的计算结果。初步分析表明,获得的技术成果满足脉冲堆整体屏蔽设计的剂量标准和各相关专业设计的要求,已提供建堆工程应用,并取得了预期的效果。     

基于CAD的点核剂量计算方法研究及初步应用

点核积分方法是辐射剂量计算的基本方法之一,广泛应用于辐射防护领域。传统的点核剂量计算中采用文本方式描述计算模型,存在难以描述复杂几何、易出错且耗时的问题。针对该问题,本文基于FDS团队自主研发的超级蒙卡核模拟软件系统SuperMC,进行了基于CAD的点核剂量计算方法研究与程序开发,可基于实际问题的CAD模型直接进行支持多重源的光子点核剂量计算,提高了程序对复杂三维几何问题的处理能力,并包含较为完备的核数据库。使用ANSI/ANS6.6.1、ESIS和VisiPlan的基准例题对程序进行了测试验证,测试结果与VisiPlan4.0对比吻合良好。同时将该方法初步应用于ITER热室屏蔽的设计中,说明了本方法及程序处理复杂场景问题的能力。     

西安脉冲堆辐射剂量监测

为了确保反应堆运行人员和公众的安全，西安脉冲堆设置了比较完善的辐射剂量监测系统。该系统包括固定式在线连续监测和便携式仪表及取样监测两部分，本文主要了固定式在线连续监测的监测,测点布置以及各监测仪的性能特点，并简要介绍了便携式仪表及取样监测中各仪表的性能与适用范围。     

反应堆中子注量率相对分布测量系统铅屏蔽计算分析

为批量化测量探测片活性,设计了多道中子注量率相对分布测量系统。每一个NaI探测器测量一个探测片,探测器之间采用铅屏蔽。为了消除其他通道探测片对本通道探测片测量结果的影响,通过设计保证邻近通道活化探测片对本通道干扰小于0.05%。本文采用点源积分方法计算(经蒙特卡罗模拟验证),并确定了满足屏蔽要求的铅屏蔽体尺寸。     

Optimum Arrangement to Minimize Total Dose Rate of Iron-Polyethylene Shielding System

The shielding experiments using iron-polyethylene slab shields with a ²⁵²Cf neutron source were carried out to find out an optimum arrangement to minimize the total dose rate; that is composed of neutron and secondary γ-ray dose rates. The total thickness of the iron slabs was fixed at 32 cm, while a variety of thickness and location of a polyethylene slab in the iron slabs were employed as a parameter.

The minimum dose point (i.e. optimum shielding arrangement) was observed when the polyethylene slab was located at approximately 20 cm depth from the source side in the arrangements. The ratio of the minimum dose rate obtained for the optimum arrangement to the maximum for the worst arrangement became 1/1.3 for the polyethylene slab of 1-cm-thick, 1/2.0 for 3-cm-thick, 1/2.9 for 6-cm-thick, 1/3.9 for 10-cm-thick and 1/3.6 for 14-cm-thick. The appearance of the optimum arrangement for the total dose rates, and changing profiles of the secondary γ-ray as well as the neutron dose rates were reproduced for the typical two cases of the polyethylene slab thickness by the Monte Carlo calculations with the splitting technique.     

电离辐射影响评价中的生物剂量率限值

比较分析了近年来国际上主要研究机构/组织在生物剂量评估工作中剂量率限值的研究成果。欧洲ERICA项目和PROTECT项目使用FREDERICA效应数据库中的辐射效应数据估计单个生物物种的关键毒理数据EDR10,使用不同物种的EDR10与剂量率数据,建立物种敏感分布(SSD)曲线,采取物种敏感分布法推算出生物的筛选剂量率。在此基础上,结合我国放射生态学研究现状,提出了我国生物剂量率限值研究的相关建议。