长中子计数管探测效率的模拟

为获得较高的探测效率且在较大范围内对中子有比较平坦的能量响应曲线,用蒙特卡罗程序研究了聚乙烯慢化体结构对BF3长正比计数管的中子探测效率的影响。模拟结果表明,增大慢化体半径可增加计数管探测效率,调节计数管前端慢化体厚度可改善能量响应曲线高能部分的平坦度。另外,利用建立的模型计算了1套现有的长硼计数器对D-D(2.4MeV)及D-T(14.1MeV)中子的相对探测效率。模拟结果为探测系统对D-D中子的探测效率为对D-T中子的75％,而加速器标定的实验结果为61％。两者可认为是近似一致的,这从实验上验证了模拟模型的可靠性。     

长计数器的特性研究及其在屏蔽性能测量中的应用

用252Cf中子源对BF3计数管进行了调试,确定其最佳工作电压为1450V,计数管有效中心在长计数器端面内13.5cm处.通过不同厚度聚乙烯慢化同一中子源的计数率的比较发现,长计数器的"平"特性较好.用长计数器测量了一种新研制的含硼聚乙烯材料的中子衰减系数为0.236,MC方法计算值为0.218,二者在误差范围内符合.     

长计数器的特性研究及其在屏蔽性能测量中的应用

用252Cf中子源对BF3计数管进行了调试,确定其最佳工作电压为1450V,计数管有效中心在长计数器端面内13.5cm处。通过不同厚度聚乙烯慢化同一中子源的计数率的比较发现,长计数器的"平"特性较好。用长计数器测量了一种新研制的含硼聚乙烯材料的中子衰减系数为0.236,MC方法计算值为0.218,二者在误差范围内符合。     

中子计数器探测效率的校准

设计制作了一个 BF3长硼中子计数器 ,采用伴随粒子法标定了其中子探测效率 ,约为 3.17×10 -4 ( 1± 18% )。利用这个中子探测器测量了中子管脉冲中子产额 ( 10 7/ pulse)     

高效率BF3正比探测器阵列的中子探测技术

主要介绍了一种由置于石蜡慢化体内的BF3计数管阵列组成的高效率的中子探测器测量系统．整个系统共包含了8组正比探测器,每组所包含的BFs计数管数目均不同,其总中子探测效率可达3．38％。此探测系统能够广泛应用于中子产额变化范围宽、下限低的脉冲中子源的中子产额测量。     

QSNB-I井型中子测量装置的设计

研制了QSNB-I井型中子测量装置.该装置探测腔直径12 cm,使用8支3He正比计数管,采用聚乙烯作为慢化体材料;为了提高装置的可靠性,设计了新型的连接盒;并对装置的探测效率,探测效率与源位置关系进行了模拟计算与测试.结果表明QSNB-I井型中子测量装置具有较小的空间位置灵敏性,测试探测效率15.6%,与模拟结果16...     

阵列BF3计数器制作与性能研究

设计和实验研制了用于脉冲中子源中子产额绝对测量的阵列BF3 计数器,并在加速器上进行了DT中子灵敏度标定实验。给出了该计数器测量DT脉冲中子产额的测量结果和测量不确定度,并与其它测量方法的测量结果进行了比较。实验验证了BF3 设计的可行性和DT脉冲中子产额测量数据的可靠性。     

~3He正比计数器探测效率模拟及灵敏度刻度

利用Monte Carlo程序研究了3He正比计数器慢化体厚度与探测效率的关系,单能中子及Hess谱中子模拟给出5 cm的聚乙烯慢化体优化厚度。利用天然中子本底对探测器装置进行测试,并对探测器灵敏度进行了刻度。     

用于D-D、D-T混合能量中子测量的长计数器研究

对De Pangher长计数器的能量响应曲线进行了理论模拟。计算结果表明:在De Pangher长计数器前端增加一定厚度的聚乙烯慢化体,可使其对D-D、D-T中子的探测效率基本相同,从而实现D-D、D-T混合能量中子的测量。在加速器上对这种结构的长计数器进行了效率刻度,结果表明,当聚乙烯材料厚度约为9 cm时,长计数器对D-D、D-T中子的探测效率相等。     

无源符合中子计数器探测效率与泄漏增殖系数的模拟计算

无源符合中子法通常用来确定被测源项中自发裂变的钚质量,需要事先对关键参数,如探测效率和增殖泄漏因子等,开展全面深入研究和计算,然后根据探测到的符合中子计数,利用相关公式计算得到钚含量。对探测器的效率进行模拟时,采用 ²⁵²Cf 标准源充当测量样本,自发裂变中子能谱接近纯裂变谱,因此适用于快中子的被动测量,即在“快中子的主动测量”模式的基础上,去除Am-Li 中子源,保留聚乙烯慢化体和镉内衬等结构;在对泄漏增殖系数 M 进行模拟时,MCNP 输入卡中的探测器模型和进行探测器效率模拟的“快中子的主动测量”模型相同,对结果的准确性并无影响。为了得到符合中子计数器的探测效率与泄漏增殖系数,通过 MATLAB 编写脚本,实现了针对AWCC 中子计数器的 MCNP 自动建模功能,仅需输入结构参数,即可快速生产 AWCC 中子计数器的MCNP 输入文件,实现相同结构、不同尺寸的 AWCC 中子计数器的蒙卡模拟,进行探测器效率、中子与 ³He 反应率以及测定含 Pu 废料时泄漏增殖系数 M 的计算。理论探测效率为 24%,本次模拟计算出的探测器效率为 23....     

De Pangher长计数器等效中心测量及分析

为了准确测量长计数器到源的距离,需要确定长计数器等效中心的位置。对单能中子源,在等效中心处,长计数器可被视为"点"探测器,其探测效率与其工作距离成平方反比关系。如果事先知道长计数器在不同工作距离下的探测效率,则可以利用该平方反比关系确定长计数器等效中心的位置。利用加速器中子源,分别在0.144 Me V、0.565 Me V、1.2 Me V、2.5 Me V、5.1 Me V以及14.8 Me V等6个能量点刻度了De Pangher长计数器距靶心不同距离处的探测效率,利用平方反比关系得到长计数器在各能量下的等效中心位置。由实验数据拟合出长计数器等效中心到其前端面距离r0与中子能量En的关系曲线,结果表明在0.144~14.8 Me V范围内,r0与中子能量的自然对数近似呈线性关系。     

中子多重性计数器探测效率空间分布研究

针对基于3He的中子多重性计数器探测效率的空间分布情况,本文在中国原子能科学研究院研制的中子多重性计数器装置上,实验研究了不同位置处的探测效率,通过对探测效率实验数据在空腔内轴向和径向变化趋势的分析,提出了采用多元方差分析与最小二乘拟合的方法,建立中子多重性计数器的探测效率空间分布的数学表达式,并研究了采用实验测量点对探测效率进行标定的方法。同时,将本文提出的确定探测效率空间分布的方法拓展应用于AWCC装置的研究。另外,还对探测效率的空间分布情况进行了理论分析,解释了探测效率在径向的边缘效应。     

涂硼正比计数管慢化体对中子探测效率影响研究

涂硼正比计数管是一种常用的反应堆源量程探测器,对热中子测量有很高的探测效率,对于快中子反应堆则需要增加合适的慢化体,提高中子探测效率。本文利用蒙特卡罗程序MCNP,模拟计算涂硼正比计数管在不同慢化体厚度的情况下,对各能量单能中子的相对探测效率和绝对探测效率,得到在不同慢化体厚度下,计数管的相对探测效率和绝对探测效率与中子能量的关系。最后针对快中子反应堆的典型中子能谱,模拟计算涂硼正比计数管在不同的慢化体设计时的探测效率,得出了一种优化的慢化体设计方案,对快中子反应堆核测量系统设计具有一定指导意义。     

^3He球形正比计数器热中子探测效率研究

导出了球形计数器中子探测效率与其结构参数的关系。计算和测量了~3He球形正比计数器对一已知温度麦克斯韦谱中子的探测效率,计算值与实验值在实验误差以内相符。     

能量拓展型长中子计数器响应特性研究

高能中子的测量在空间中子所致剂量评估和高能粒子加速器辐射防护等方面越来越重要。介绍了一种能量拓展型长中子计数器的性能研究模拟及测试结果。这种能量拓展型长中子计数器是基于De Pangher的设计,通过在长中子计数器内层慢化体嵌入金属铅和铬材料,利用中子与金属材料的（n,xn）增殖反应,改善了其高能响应。采用蒙特卡罗模拟优化了长中子计数器的结构,获得在1 keV～20 MeV、1 keV～150 MeV能量范围内最大值相对平均值偏差为12.2%响应特性曲线。利用Am-Be中子源和D-T中子源标准辐射场测试了长中子计数器的有效中心和能量响应,验证了长中子计数器在20 MeV内的能量响应。将实验结果与蒙特卡罗模拟计算相比较,结果表明：理论计算与实验在误差范围内一致。     

声空化核效应实验的中子探测系统

设计建立了用于声空化核效应的中子测量系统,该系统由ST-451液闪探测器和BF₃正比计数管组成,各中子谱仪的仪器精度<2.42%,并导出BF₃正比计数管的中子探测灵敏度计算式。利用高压倍加器氘离子轰击D-Ti靶产生的2.45MeV中子,对BF₃计数管进行探测灵敏度标定。利用BF₃正比计数管测量声空化核效应实验的声核中子,由此估算有效中子发生率为7.0×10⁴～8.0×10⁵s^-1。     

加速器中子源的中子注量测量方法

在用静电加速器中子源标定探测器的中子灵敏度实验中,采用“BF3长计数管 定标器”系统过渡,用^197Au中子活化分析方法达到了对中子注量在线、绝对监测的目的。这种方法给出与加速器束流不同角度、不同距离处的中子注量。介绍了这种中子注量测量方法。     

用长计数器实验研究弱中子探测技术

用较高效率的＾３Ｈｅ长计数器测量了钚半球壳的自发裂变中子，并与ＢＦ３长计数器的实验结果进行了比较，研究了＾３Ｈｅ长计数器的探测灵敏度，通过实验，探讨了弱中子的探测技术。     

新型涂硼正比计数器研制及其实验测试和模拟计算

本文将10 B粉与1,2-二氯乙烷溶剂、芳华树脂粘结剂混合研制了中子灵敏层10 B膜,以此制作一新型涂硼正比计数器。为增加探测效率,除管内壁涂硼外,在管内增置了14片双面涂硼环氧薄片,并用241 Am-Be源测试了其性能。活度为3.7×109 Bq的241 Am-Be源实验表明:此新型涂硼正比计数器坪长约150V,坪斜为8.2%/100V(750~900V);工作电压为800V时测得新型涂硼正比计数器的计数率为50s-1,灵敏度为0.71cm2。与管内壁仅涂硼的正比计数器相比,新型涂硼正比计数器中子灵敏面积增加到3.15倍后,探测器坪长从80 V增至150 V,坪斜从12.4%/100 V改进到7.58%/100V,灵敏度提高到2.63倍。同时,以基于蒙特卡罗方法的Geant4平台,模拟计算单能中子及241 Am-Be源中子照射包裹高密度聚乙烯慢化材料的新型涂硼正比计数器的响应和探测效率。241 AmBe源模拟结果和实验结果吻合较好。实验测试及模拟结果表明,涂硼技术与增加灵敏面积相结合的正比计数器的设计较成功。     

BNIF-1长中子计数器探测效率的刻度

长中子计数器是在一定的中子能量范围内,中子探测器效率恒定,不随中子能量变化的一种中子探测装置。本工作的长中子计数器为Hanson结构。采用含氢正比计数器与半导体望远镜法,用静电加速器中子源分别为220 keV、500 keV、1.000 MeV、1.403 MeV、3.270 MeV、4.000 MeV与5.000 MeV单能中子束,对本单位制作的BNIF-1长中子计数器进行了刻度。刻度结果表明,在220 keV～5.000 MeV区间,中子探测器效率为2.8810×10^-4（1±4.8%）。