中子气泡探测器性能改进及初步检验

对自制中子气泡探测器进行了改进。对改进后探测器的个人中子剂量响应以及重现性、批内一致性在国防科学技术工业委员会放射性计量一级站的中子仪表刻度实验室进行了检验。结果显示,探测器的重现性、剂量响应和批内一致性等主要特性有了大幅提高。     

能谱变化对活化法中子注量测量的影响

在反应堆中子注量测量中,活化探测器可能会经历多个燃料循环的中子辐照,不同燃料循环的中子能谱也会发生变化。考虑到中子能谱变化的影响,对某批次国产反应堆压力容器辐照材料进行中子注量测量修正。计算结果表明,探测器权重快中子注量率（E＞1.0 MeV）修正后比理论中子注量率（E＞1.0 MeV）高1.75%;与修正前相比降低了3.73%,中子能谱变化的影响不容忽视。      

新型口袋式微型裂变电离室设计进展

口袋式微型裂变电离室(MPFD)是美国堪萨斯州立大学半导体材料与辐射技术实验室提出的一种具有创新性,具备耐辐照、耐高温特性的先进堆芯中子注量率探测器设计。本文简要介绍了堪萨斯州立大学MPFD的基本设计思想及其主要设计结果,并结合本研究长期以来在裂变电离室设计和研发过程中积累的经验,对MPFD进行了优化设计。目前原理型工程样机正在装配和测试中,未来有望用于核反应堆堆芯三维中子注量在线监测、材料辐照考核的原位中子注量率在线测量,以及特殊中子场下的裂变过程微观核参数研究等。     

核材料中子辐照损伤的团簇动力学模拟综述

核材料中子辐照损伤是影响核能装置安全性和稳定性的关键问题之一。由于难以开展大量的中子辐照实验来评估核材料的损伤机理，因此相关理论模拟至关重要。介观尺度团簇动力学（CD）模型由于不受时间和空间尺度的限制，是一种研究材料中子辐照损伤长时间演化的有效方法。本文综述了CD的模型、数值算法和最新进展，重点介绍了CD在典型核材料的中子辐照问题中的系列应用，并对CD的未来发展进行了展望。     

自制气泡中子探测器特性的批内一致性研究

国际标准化组织核能标准化委员会辐射防护分委员会（ISO／TC85／SC2）编制了几个有关辐射防护中子测量装置校准的标准，其中，ISO 8529规定了参考中子辐射的特性和产生方法、辐射场校准以及场所和个人中子剂量仪（计）校准和响应的确定。本年度我们按照ISO标准对自制气泡中子探测器的制作效率作了初步分析。     

中子注量探测器在快堆结构材料辐照损伤的应用研究

为评估快堆结构材料的辐照损伤，本文提出了一套快堆结构材料辐照损伤评价方法。根据快堆能谱特点设计中子注量探测器辐照方案，分析探测片特性和反应道截面，选取7种快中子注量探测器。同时采用迭代法在Labview平台中开发了解谱程序。基于俄罗斯碳化硼组件辐照实验数据进行解谱，并结合Lindhard-Robinson模型组件包壳原子平均离位（dpa）计算，同时与SPECTER计算值进行对比。结果表明，本文采取的实验方法得到的dpa与SPECTER计算值偏差在6%以内，符合较好。本文建立了一套完善的快堆结构材料辐照损伤评价体系，对结构材料的辐照损伤监测具有重要意义。     

SiC中子探测器的研究进展

相比于气体、闪烁体及常规半导体中子探测器,基于第三代半导体材料SiC的中子探测器具有体积小、响应快、位置分辨率好、抗高温和耐辐照等众多优点。其中抗高温和耐辐照是应用于核反应堆堆芯、高能物理试验和太空等高温高压以及强辐射环境下的中子探测器需要突破的瓶颈。论文总结和分析了SiC的材料特性,SiC中子探测器的结构、工作原理、国内外发展现状以及存在的问题,并对我国中子探测器的发展趋势进行了探讨。     

ITER反应堆活性区组件挠性附件所用合金Ti-4Al-2V（πT-3B）的辐照性能

钛合金由于具有优异的综合性能，如很好的抗冲击性能、强度、密度，以及低的热膨胀系数，因而成为制造国际聚变试验反应堆（ITER）活性区屏蔽组件挠性附件的备选材料。另一个很重要的原因是，钛合金在辐照后，其活性会很快降低，无需须专门存放。（α＋β）相钛合金比α相钛合金的强度更高，但开发进展较缓慢，有关这些材料辐照性能方面的数据很有限。在ITER的研究开发项目框架内，开展了α相钛合金Ti-4Al-2V（πT-3B）的中子辐照考验，在IVV-2M反应堆中，对合金的锻态试样进行了温度范围为240—260℃，中子剂量达（0．32～0．43）dpa（每晶格原子中的位错数量）的辐照试验。本文论述了合金在进行中子辐照前后其拉伸试验、低周疲劳试验和断裂强度试验的结果，并与（α＋β）相钛合金Ti-6Al-4V的结果进行了对比。     

75MeV／u^16O离子在辐照生物实验区产生的中子角分布

应用Ａｌ为阈探测器对７５ＭｅＶ／ｕ＾１６Ｏ离子在辐照生物研究区产生的Ｅｎ〉６ＭｅＶ中子的角分布进行了实验测量，以了解辐照生物实验区的中子分布情况，为进一步开展的重离子冶癌研究提供辐射防护的实验数据。实验结果表明实验区产生的中子具有明显的前冲分布。     

基于WLS光纤及SiPM读出的反符合探测器单元研究

中高能区中完全运动学测量是研究丰中子奇异核结构与性质的常用实验方法。反符合（Veto）探测器是CSR-RIBLLII(CoolingStorageRing-RadioactiveIonBeamLineinLanzhou)外靶实验终端（ExternalTarget Facility,ETF）开展丰中子测量的关键设备之一，其功能是消除带电粒子干扰以提高丰中子的有效事例数。然而，原有的Veto探测器存在探测效率低、均匀性差等缺点，可能导致实验与理论计算结果出现偏差。为了解决原有探测器的问题，设计了一种新的Veto探测器单元构型，即采用在Veto探测器单元中嵌入波长位移转换光纤（Wave Length Shifter Fiber,WLS），并使用硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier,SiPM）读出的方案。搭建了专门的测试平台并对新型Veto探测器单元进行细致研究，其关键性能参数反符合效率可大于99.9%，相比于原有的Veto探测器提升了22.74%。这一研究结果为CSR-RIBLLII外靶实验终端提供了有效的升级方案，为下一步丰中子奇异核的实验研究奠定了良好的基础。     

砷化镓探测器的灵敏度研究

本文介绍了中子辐照损伤的砷化镓光电导探测器对强流γ脉冲辐射的响应。给出了掺铬砷化馆和本征砷化镓探测器的灵敏度随中子辐照损伤注量的变化规律及随着施加偏压的变化关系。     

中子气泡探测器用于核测井中子个人剂量监测的研究

为研究国产中子气泡探测器在核测井中子个人剂量监测中的适用性,采用国内研制的中子气泡探测器对核测井运源车外表面、车内兼用储源仓周围等关注点的中子辐射水平进行监测,同时采用进口LB6411型中子周围剂量当量仪进行比对监测。实验结果表明,当运源车兼用储源仓内仅装载中子源时,中子气泡探测器与LB6411的测量结果无显著统计学差异,两者测量结果符合较好,中子气泡探测器的测量结果准确可信;当兼用储源仓分别装载中子源、中子-γ源时,两组中子气泡探测器的测量结果也无显著统计学差异,中子气泡探测器适用于中子-γ混合辐射场中子辐射剂量的测量。中子气泡探测器在运源车现场与在²⁴¹Am-Be源标准中子场中的剂量响应灵敏度因子间的相对偏差为7.4%,验证了其较好的能量响应特性,并显示了在核测井现场条件下用于中子个人剂量监测的适用性。     

用于激光聚变实验中的GaAs光电探测器

采用中子辐照过的ＧａＡｓ材料做成了ＧａＡｓ光电探测器，它具有良好的性能，时间响应快（约１００ｐｓ）、灵敏度高（约１０＾－１９Ｃ／ｋｅＶ）、体积小。已被用于激光聚变实验中Ｘ射线角分布测量。     

~（189）W衰变的新γ射线

用１４ＭｅＶ中子辐照天然锇靶，发生￣（１９２）Ｏｓ（ｎ，α）￣（１８９）Ｗ反应。采用化学分离法分离钨，在ＨＰＧｅ探测器测得的钨样品的γ射线单谱中观察到了可归因于￣（１８９）Ｗ衰变的２２条γ射线。发现其中的１８条γ射线是未知的新γ射线。     

一种超高速脉冲辐射探测器

本文介绍了一种新型的超高速脉冲辐射探测器——掺铬砷化镓(GaAs~1Cr)和本征砷化镓(GaAs)光电导探测器。此类探测器经中子辐照改性后。对短激光脉冲具有高速响应。测量结果表明:探测器的响应时间小于100ps;探测器的响应速度随中子辐照改性的剂量大小变化。而与它们的大小和施加偏压无关。     

Si(Au)探测器的快中子辐射损伤

在核实验中,半导体硅探测器常用来对带电粒子和中子进行探测。其能量响应和时间响应特性均十分良好,但是耐辐射性能却较差,尤其在伴有γ和中子本底的环境中,由于辐照引起探测器晶格损伤,导致半导体探测器性能退化,如探测器漏电流增大、能量分辨本领变差、能量亏损增加、时间响应增长等,严重影响探测器的使用和寿命。     

精确测定ST451型快中子探测器的有效中子阈和电子的相对闪烁响应

本实验用薄膜￣（２５２）Ｃｆ源的裂变中子测定ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈。文中叙述了用单能γ射线源刻度探测器对电子能量响应的方法，康普顿边的位置通过比较测量的脉冲幅度谱和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟的分布与探测器的脉冲幅度分辨进行折叠的理论谱被精确地确定。给出了中子能量在７Ｍｅｖ以下，ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈和电子的相对闪烁响应数据。     

基于MPD-4电子学插件的液体闪烁体中子光响应特性实验研究

中子光响应函数是液体闪烁体探测器的重要参数,准确的光响应函数和探测阈值是精确确定中子探测效率的基础。近年来,专门用于液体闪烁体中子探测器的高集成度新型电子学插件（Mesytec公司的MPD-4）广泛应用于中子探测系统中,该电子学插件集成了脉冲高度（PH）、脉冲形状甄别（PSD）和恒比定时（CFD）测量功能,且1个NIM插件即可实现4路探测器的同时测量。对于同一中子探测器,利用这一电子学系统与传统电子学系统对中子的光响应函数进行了实验比对,结果表明,两套系统得到的中子光响应函数具有明显的差异。因此,在使用MPD-4电子学系统进行中子探测的实验中,需对光响应函数进行重新标定。     

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。     

压水堆二次中子源替代一次中子源的初步可行性分析

在反应堆一次中子源供应存在风险的背景下,为分析压水堆二次中子源替代一次中子源的可行性,计算了二次中子源在运行机组辐照一个循环后的中子源强,并基于某新建CPR1000反应堆首循环堆芯参数及装料顺序,计算装料过程中堆内外各中子探测器的计数率。结果表明,二次中子源在结束辐照后的4个半衰期（约240 d）内用于替代CPR1000反应堆首循环一次中子源可满足技术规范对中子探测器计数率的要求,证明压水堆二次中子源替代一次中子源具有一定可行性。