利用蒙特卡罗程序EGSnrc实现电子束辐照剂量分布的计算和电子束辐射加工工艺的优化

利用蒙特卡罗程序EGS4的最新版本EGSnrc，在Linux操作系统平台上计算了在1．5－3．0MeV能量范围内电子在聚乙烯材料和水中的剂量深度分布；比较了在两种不同厚度的聚乙烯板的底部加上不同材料（铝、铜、铅）衬底情况下剂量深度分布的变化；计算了电子束在入射到聚乙烯材料之前经过的空气层的厚度对剂量损失的影响及不同电子束射野大小对剂量分布的影响。计算的结果以绝对剂量的形式给出，误差在2％以内。该方法是优化电子束辐射加工工艺的一种实用、高效的理论估算方法。     

导管对插入型中子计水分响应的影响(英文)

采用双组双区理论模型对插入型中子水分计测量装置中导管对水分响应的影响进行了数值计算,选取 Fe 和 Cu 两种材料不同厚度的导管对热中子通量的影响和水分响应的影响加以比较,同时,给出了部分公式的理论推导。     

二醋酸纤维素薄膜剂量计的制备和性能研究

为了改善醋酸纤维素薄膜剂量计在γ辐射剂量测定中稳定性欠佳的问题,拓展其辐射测量应用范围,采用离子液体均相乙酰化纤维素方法制得的二醋酸纤维素（CDA）粉末为原料,优化CDA薄膜制备工艺,研究其γ辐射变色性能及稳定性,制备适用于γ辐射剂量测量且性能优良的CDA薄膜剂量计。基于CDA的辐射变色机理,该薄膜剂量计在270 nm的单位厚度吸光度与吸收剂量存在良好的线性关系,剂量率、CDA的取代度和辐照气氛对薄膜的工作曲线影响较小。CDA薄膜剂量计的剂量检测量程为50~400 kGy,扩展不确定度为8.8%（K=2）,辐照后24 h内吸光度测试稳定,具有良好的辐照稳定性,基本满足工业上对于辐射剂量计的使用要求,有望应用于γ辐射剂量的测量。     

Al2O3:C、LiF:Mg,Ti、LiF:Mg,Cu,P对本底辐射的热释光响应比较

用Al2O3:C、LiF:Mg,Ti、LiF:Mg,Cu,P热释光剂量计(TLD)测量湛江市区本底辐射的热释光响应,以选取适合低辐射场辐射剂量测量的TLD。它们的最低响应剂量依次为Al2O3:C(1–2μGy)、LiF:Mg,Cu,P(约2μGy)和LiF:Mg,Ti(>10μGy)。Al2O3:C的热释光峰温较低,对较长时间段(>30 d)的累积剂量,存在较明显的热释光衰退,剂量响应曲线偏离线性;LiF:Mg,Cu,P和LiF:Mg,Ti的发光峰温较高,数年内都很稳定。综合考虑灵敏度和稳定性,LiF:Mg,Cu,P更宜于低辐射场的累积剂量测量。     

核辐射实验室环境辐射评估及其核信息共享平台构建

利用辐射仪测量实验室的辐射剂量率,得出核辐射测量实验室环境辐射场分布规律及核信息共享平台的构建。实验采用单一变量原则,利用不同屏蔽材料对不同放射源进行屏蔽。结果表明:核辐射测量实验室辐射场呈现辐射状分布,辐射剂量与距离,屏蔽材料的性质以及辐射时间有关,并提出了核辐射测量实验的优化方案:即将核辐射信号共享,将放射源、高压电源、闪烁探测器、前置放大器作为共享仪器,通过核信息共享器将核信息输送到各个实验台,然后对核信息进行测量、分析。     

基于高温抗辐照SOI CMOS工艺的器件特性研究

绝缘体上硅（SOI）技术因其独特的优势而广泛应用于辐射和高温环境中,研究不同顶层硅膜厚度（tSi）的器件特性,对进一步提升高温抗辐照SOI CMOS器件的性能至关重要。本工作首先通过工艺级仿真构建了N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（NMOSFET）的模型,并对其进行了分析,基于仿真结果,采用015 μm抗辐照SOI CMOS工艺制备出具有不同硅膜厚度的实际器件,该工艺针对高温应用引入了设计与材料的优化。结果表明,薄硅膜和厚硅膜NMOSFET在150 krad(Si) 总剂量辐射下表现出相近的抗辐照加固性能,而前者在225 ℃高温下具有较小的漏电流,因此具有较薄硅膜的NMOSFET更适用于高温电子器件的制造。     

秦山核电基地外围植被中14C水平分布研究

为了解秦山核电基地外围¹⁴C的水平分布与规律,本文采用加速器质谱法（AMS）对秦山核电基地外围6.5 km以内的植物样品（苔藓、松针）与食物样品中的¹⁴C比活度进行测量。测量结果显示：苔藓样品的¹⁴C比活度范围为223.0～265.6 Bq/kg C（本底为223.8 Bq/kg C）,¹⁴C比活度随距排放点距离的增加呈降低的趋势,在距排放源6.5 km处达到了本底水平。与松针相比,苔藓更适合做核设施¹⁴C排放的指示植物。苔藓样品的¹⁴C比活度分布规律表明,¹⁴C气态污染物在大气中的扩散受地形和风向因素的影响。食物样品的¹⁴C比活度比参照样品高8.5～13.0 Bq/kg C（大米样品除外）,给当地公众带来的附加剂量为0.5 μSv /a。     

电子束辐照加工产品剂量分布预测方法与验证

为快速获得产品被辐照的剂量分布情况,本研究将探测技术和模拟计算方法相结合,利用蒙特卡罗模拟计算与X射线质量厚度探测设备得到的质量厚度值做匹配,建立了电子束辐照加工产品的剂量分布预测方法,采用均质材料和实际产品实测剂量分布对该方法进行验证,并在电子束辐照加工厂进行了中试适用性研究。结果证明：对于均质材料,该方法测量的质量厚度与标称值误差为+2.66%,并且预测的剂量分布结果与实际测量的剂量分布相关性较好;对于实际产品,预测与实测结果的趋势和分布也基本一致,证明了该方法的可靠性;中试适用性研究证明,该方法对实际生产过程具有很好的指导性和实用性,能够提高电子束辐照加工厂的生产效率。     

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。     

ADS散裂中子源用不锈钢和钨的辐照效应研究

作为核能可待续发展的一种新技术,加速器驱动洁净能源（ADS）是当前国内外的研究热点。ADS需要约1018S-1中子驱动次临界装置,散裂中子源是 ADS一个关键部分。散裂中子源的束窗、靶和其它结构材料受到大剂量的中子或质子的照射,辐照损伤非常严重。 不锈钢和钨是重要的散裂中子源的束窗材料、靶材料和结构材料。本工作采用重离子辐照模拟研究了高剂量中子和质于辐照在800C退火的国产改进型316L不锈钢（MSS）、普通不锈钢（SS）和钨（W）产生的辐照效应。辐照采用85 MeV19F或80 MeV　12C,辐照在室温下进行。辐照剂量分别为:W,2.0和20.0dpa（每个原子的位移数）;SS,2.28和22.8dpa:MSS,30dpa。辐照产生的辐射损伤采用正电子湮没寿命方法检测。图1和图2分别是正电子湮没     

辐射加工级电子束量热计设计

为设计一种可以用于测量辐射加工级电子束吸收剂量的量热计,采用高纯石墨为吸收体,发泡聚苯乙烯（EPS）为绝热层材料,结合MCNP吸收剂量模拟结果设计各个部分的结构,利用ANSYS模拟分析软件进行热分析,确定各个部分的具体尺寸。以此量热计为基础,在某公司的10 MeV电子加速器下进行实验,采用microK250高精密测温电桥测量电阻阻值,获得10 MeV标称能量下的电子束吸收剂量的测量结果,得到吸收体被照射时间变化与吸收剂量的比例关系。探讨量热计准确性的影响因素,在能量为10 MeV时测量电子束吸收剂量的总不确定度为1.43,本研究结果可为辐射加工级电子束的吸收剂量测量提供参考。     

金属铀部件~(235)U富集度中子时间关联符合测量实验优化分析

金属铀部件235 U富集度中子时间关联符合测量实验采用252 Cf源驱动噪声分析法来获得金属铀部件的标签参数——源与探测器间的中子时间关联符合计数,用于相同几何、不同富集度的金属铀部件间的识别。本文对该实验进行了蒙特卡罗数值模拟,模拟计算结果表明,直穿布局下泄漏中子不能得到利用,且探测中子能量区间的选择会影响测量效果。根据实验布局和探测中子能量区间,对实验进行添加含氢反射层布置优化,方案优化后的实验模拟计算和测量结果均表明,优化实验方案提高了该测量方法对相同几何、不同富集度金属铀部件的识别能力。     

A NEW CLINICAL EXTRAPOLATION CHAMBER DOSIMETER

In recent years the extrapolation chamber has been developed a clinical dosimeter for electron beams and X-rays from medical linac. It consists of a new type extrapolation chamber, a water phantom and an intelligent portable instrument. The chamber is fitted a thin entrance window and has a collecting electrode made of polystyrene 20 mm in diameter. The electrode spacing can be varied by stepping motor drive achieving high precision of electrode setting. The variable gap is as small as 0.20 mm to 6 mm. The dosimeter can automatically finish the measuring process, and has error self-test and dose self-recording function. The total uncertainty is 2.7 %.     

Radiation dose rate map interpolation in nuclear plants using neural networks and virtual reality techniques

This paper reports the most recent development results of a simulation tool for assessment of radiation dose exposition by nuclear plant’s personnel, using artificial intelligence and virtual reality technologies. The main purpose of this tool is to support training of nuclear plants’ personnel, to optimize working tasks for minimisation of received dose. A finer grid of measurement points was considered within the nuclear plant’s room, for different power operating conditions. Further, an intelligent system was developed, based on neural networks, to interpolate dose rate values among measured points. The intelligent dose prediction system is thus able to improve the simulation of dose received by personnel. This work describes the improvements implemented in this simulation tool.     

基于轮转电极的多电极电容式棒位测量传感器静态特性研究

电容式棒位测量传感器是200 MW低温核供热堆控制棒水压驱动系统的关键测量部件,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。本文基于有限元方法建立了电容式棒位测量传感器的理论模型,对两电极电容式棒位测量传感器检测场的灵敏度分布特性进行了分析。结果表明,在检测场内存在一个特定区域,被测杆向该区域偏移时偏心误差较小。基于该特性提出了多电极电容式棒位测量传感器的设计方案和轮转电极的电容检测方法,针对该传感器,利用有限元模型进行了传感器结构优化和被测杆偏心误差分析,完成了传感器静态特性实验并验证了模型计算结果。分析结果表明,多电极电容式棒位测量传感器与轮转电极的电容检测方法能有效利用检测场的灵敏度分布特性,优化后传感器的偏心误差能达到棒位测量不失步的要求。研究成果为电容式棒位测量传感器的设计和优化提供了新的方向。     

石英热释光年代测定中测量条件优化研究

本文基于石英热释光特性分析,通过实验方法分析石英在不同辐照剂量下375 ℃热释光峰的最佳预热温度和校正石英热释光灵敏度变化的最佳试验剂量,并依据实验结果对常规流程加以改进。最终,验证基于最优测量参数的改进流程对等效剂量测量准确度的提升。实验结果表明,若等效剂量较小,325 ℃热释光峰的信号较弱,选取较低的预热温度即可压制其对375 ℃热释光峰的影响。若等效剂量较大,则石英测片应先通过预热温度测试,根据再生剂量和试验剂量的最优预热温度进行等效剂量测量。石英测片再生剂量的取值处于0～1 000 Gy范围内时,200 Gy的试验剂量能对石英测片的热灵敏度变化起到校正作用,且10次重复测量结果的相对偏差小于5%。通过上述最优预热温度和试验剂量设置,分别降低325 ℃热释光峰残余信号干扰和校正石英热灵敏度变化。改进流程下400 Gy和700 Gy等效剂量测量值的相对偏差由常规流程的14.74%～47.15%和33.47%～197.71%均降低到±4%以内。本文为石英的375 ℃热释光峰年代测定准确度和年代测定范围的提升提供了重要参考依据。     

蒙特卡罗方法在γ剂量率灵敏度标定中的应用

在γ剂量率测量标定中，使用ＧＤ－４０管作为γ探头来测量γ剂量率。实验室标定γ探头灵敏度在钴源上进行，６０Ｇｏ源平均能量为１．２５ＭｅＶ，而在实际测量中，辐射场的γ射线包含了各种能量成份，因此对实验室标定的灵敏度在实际应用中就需要进行修正。本工作通过蒙特卡罗粒子输运模拟方法，计算了单能与辐射场能谱的剂量比值，给出了修正因子，从而使γ剂量率灵敏度标定更加准确。     

降雨对连续γ辐射测量影响的数值拟合

为了准确判断降雨对核电厂周围γ辐射监测数据的影响,本文对其进行了量化研究。首先通过雨水中放射性核素测量实验,验证了雨水中影响γ剂量率波动的主要核素为²¹⁴Pb、²¹⁴Bi,持续时间约为降雨停止后两个小时。结合相关实测数据和雨水中²¹⁴Pb、²¹⁴Bi的衰变规律,进行数值分析与拟合研究,获得降雨对环境γ剂量率影响的数值拟合方程,在多雨峰时,只需要通过第一个雨峰、γ峰的数据,即可拟合预测降雨时刻γ剂量率的变化情况。本文利用不同雨强、不同地域的历史监测数据,对数值拟合方程进行了适用性验证,实测曲线与拟合预测曲线基本一致。这种方法对有多雨峰降雨过程中核电厂周围环境是否存在人工辐射异常进行实时判断具有重要的参考意义。     

Quantitative methods for continuous particulate air monitoring

Quantitative methods for the estimation of concentrations and time integrals of concentrations of airborne radioactivity using continuous particulate air monitors are discussed. For fixed-filter and moving-filter monitors, methods based on count rate derivatives and integrals are summarized, with plots of simulation results. An approach for estimating a total-episode activity release, using moving-filter monitors, is described. Also presented is an unusual concentration measurement technique, that of an integrated-count step-advance filter (ICSAF) monitor. The instrument uses an integrated count for the concentration estimate and also advances the collection medium (“filter”), held fixed during the measurement interval, after each measurement is made. The measurement interval can be determined by either a preset count or a countrate-controlled integration time. This instrument's performance is mathematically analyzed in some detail, with graphical simulation results. The ICSAF monitor has excellent transient-following abilities and good sensitivity. Its quantitative approach does not depend on assumptions of constant concentrations of long-lived activity, nor is there a need to wait for the monitor to attain some “equilibrium” countrate, as with moving-filter monitors. This instrument would be an excellent choice for many monitoring applications     

模型试验研究SPECT滤波函数的最佳选择

目的：为了寻找临床应用中ＳＰＥＣＴ滤波函数的最佳选择，方法，我们用Ｊａｓｃｚａｋ模型进行了模拟试验，模拟的主要参数为信息量和空间分辨，信息量用高计数和低计数模拟，空间分辨改变滤波器函数种类和滤波参数模拟，共模拟８种条件，结果：８种条件中，低计数以Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ０．５截止频率为最佳，高计数时以Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ０．７截止频率为最佳，结论：临床ＳＰＥＣＴ滤波不能单用Ｒａｍｐ滤波函数Ｂｕｔｔ