集成式多球中子谱仪球球干扰影响

模拟计算了集成式多球中子谱仪7路测量通道同时工作与每路测量通道独立测量时的能量响应函数。两种测量模式的能响比值结果显示,球球干扰的影响随着慢化球尺寸增大而减小;对小尺寸慢化球球球干扰随着中子能量增大而增大。     

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。     

~3He多球中子谱仪响应函数的理论模拟

多球中子谱仪因其函数简单、测量能量范围广、各向同性、高灵敏度等优点在核设施的中子能谱测量中有十分广泛的应用。本文回顾了多球谱仪的发展,并分析了多球中子谱仪响应函数模拟原理,采用蒙特卡罗程序MCNP计算了文献给出的多球中子谱仪响应函数,其结果与Vega-Carrillo等的计算结果非常吻合。结合有关文献和实际需求,对自主设计的多球中子谱仪讨论了不同反应通道和采用S(α,β)散射处理的响应结果。该结果可为多球中子谱仪测量中子能谱提供理论基础。     

陆地宇宙射线的中子剂量测量与分析

本文基于多球中子谱仪的设计原理,加工单慢化球多计数器的中子测量探头,搭建多路测量装置,形成了以双球测量方式的少道解谱剂量估算模式,并对陆地宇宙射线的中子辐射场进行测试,得到哈尔滨地区中子所致年剂量约为78 μSv/a。与多球中子谱仪的测量结果相比,中子注量率和中子周围剂量当量率的双球测量结果的相对偏差分别小于3%和12%。     

多球谱仪测量BNCT医院中子照射器中子束能谱

用于硼中子俘获治疗（BNCT）的医院中子照射器（IHNI-Ⅰ）已由北京凯佰特技术有限公司建设完成,为获得空气中自由中子束的能谱,建立了一套改进的主动式多球谱仪,并开展了相关实验方法研究。该谱仪包含14个探测单元,中心探测器为球形³He正比计数器。为改善谱仪在超热能区的分辨率,在常规多球谱仪的基础上增加了4个包裹不同厚度硼壳的探测单元。通过MCNP程序计算谱仪的响应函数,并利用标准²⁵²Cf和²⁴¹Am-Be中子源进行了校准和验证。测量在距离照射器孔道口110 cm处进行,再采用反迭代方法将能谱修正到孔道口处,结果显示,测量的中子能谱与理论模拟结果略有差异。因而利用ROSPEC谱仪和金箔对中子能谱和PMMA体模内中子通量密度的深度曲线进行了测量,结果验证了多球谱仪测量结果的可靠性。     

基于球谱仪的中子剂量率仪设计

研制了一套基于球谱仪的中子剂量率仪。采用单个慢化球及位置灵敏计数器的探测结构,通过单次测量即可计算出中子剂量等信息。在基于电荷分配法的读出电路中,通过对电荷灵敏放大器及滤波成型电路的参数进行优化,使探测器系统的平均位置分辨达到6 mm。利用硬件寻峰等数字信号处理技术,使数据获取系统的最高计数率达到200 k·s-1,满足剂量率仪实时性的要求。     

多球中子谱仪分辨能力的改进研究

正多球中子谱仪因具有响应几乎各向同性、能量覆盖范围宽广(热能～GeV能区)、适应注量动态范围大、光子易于甄别、操作相对简单等诸多优点,是目前在辐射防护中子谱学研究中应用最为广泛的谱仪,然而由于能量分辨能力差,尤其是在100eV～100keV之间,响应函数严重重叠,是制约其在某些场合应用的重要短板。本文基于传统多球中子谱仪能谱测量方法,同时借鉴阈探测器测量原理,建立了一种改善谱仪分辨能力的新方法。在中心置有~3 He正比计数器的聚乙烯球外覆盖一套含硼聚乙烯球壳,通过     

2.06MeV氘核引起的~7Li(d,n)反应中子能谱

用茋晶体闪烁谱仪和石蜡球壳慢化谱仪测量2.06 MeV氘核引起的~7Li(d,n)反应中子能谱,并得到各反应道的分支比。     

Bonner球谱仪对Pu-Be源中子能谱的测量

Bonner球谱仪是开展中子能谱测量的重要仪器,本文利用自行研制的Bonner球谱仪对已知源强的Pu-Be中子源进行能谱测量,以验证谱仪测量方法和中子能谱解谱方法的准确性。首先制作出由8个球组成的Bonner球谱仪,再根据谱仪的测量读数,采用最大熵法获得中子能谱信息,与国际原子能机构公布的数据基本符合,进一步计算得到所测Pu-Be中子源的中子周围剂量当量转换系数为0.37nSv.cm2,与目前已经公布的数值0.36nSv.cm2基本一致,表明求解出的能谱测量数据基本符合物理事实,测量所使用的Bonner谱仪和解谱方法的准确可靠性。     

基于扩展型多球中子谱仪的中子能谱测量

为了有效地测量加速器辐射场的中子能谱,论文通过FLUKA模拟的辐射场中子能谱和探测器能量响应选择出合适的扩展型多球中子谱仪、利用基于少道解谱理论的解谱程序来得到实验能谱以及积分注量统计。并通过计算与实验计数率的对比证明了该方法测量中子能谱的可行性,同时分析了实验的不足并给出了改进的建议。     

同位素中子源参考辐射能谱测量及模拟中子谱分析

不同成分中子参考辐射场是对中子防护材料性能测试的基本条件。为获得较理想的测试中子防护材料的中子参考辐射场,构建基于³He正比计数管的多球中子能谱测量系统,对基于²⁴¹Am-Be和²⁵²Cf中子源的中子辐射场慢化情况进行MCNP模拟和能谱实验测量。为准确判断实验室校准参考位置的中子散射情况,基于多球中子能谱测量系统,开展了中子散射成分测量。采用ICRP推荐的注量-剂量转换系数对能谱进行了剂量率转化,与使用长计数器的测量结果进行比较,发现在校准参考位置的剂量率相对偏差≤20%。开展了聚乙烯慢化同位素中子源获得特定能谱的实验研究,进行了慢化谱的模拟计算和实验测量,两者结果符合较好。该工作为后续的中子计量测试和中子防护材料测试提供了可用的中子参考辐射场。     

慢化球探测器组合法测试中子屏蔽性能应用

随着核技术在各领域的应用推广,中子屏蔽材料得到越来越广泛的应用,而目前国内外还没有测试中子屏蔽性能的统一标准。为了探索一种简单可行、能够在较宽中子能量范围内测试材料屏蔽性能的方法,本文对3He正比计数管、计数管外包镉及计数管外包不同直径的聚乙烯(Polyethylene,PE)慢化球共12个模型进行了MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)模拟计算,得到一种慢化球探测器组合测试方法,使测试能够在1×10-5-1.25 Me V能量范围内有较一致的响应。利用这种方法测试了2 cm和4 cm厚PE对252Cf中子的透射率,与多球谱仪解谱法得到的结果在±1.0%内相吻合,对几种材料的测试结果也符合不同类型材料对中子的屏蔽规律,证实了这种简易组合测试方法的可行性。     

慢化球中子探测器的研制及应用

一、引言慢化球探测器是于1960年提出的,主要用于辐射防护中热能～快中子能区中子场能谱等参数测量。其主要特点在于可探测的能区较宽,灵敏度较高,γ甄别性能良好,而且无方向性。笨重是其缺陷。我们研制的球探测器已用于核反应堆周围等中子场测量。     

基于Bonner多球的环境中子能谱和剂量率测量

使用Bonner谱仪对室内中子谱进行测量。根据Bonner多球的读数,采用最大熵法求解中子能谱,并根据注量-剂量转换系数得到中子剂量率。为验证测量结果,使用基于解析公式的模拟软件EXPACS Ver2.21进行能谱验证、使用BF3固定式环境中子监测器进行剂量率验证。经过验证分析表明基于最大熵法的Bonner测量结果与其他方法的结果基本符合,合肥地区环境中中子周围剂量当量率在2.6nSv.h-1至14.38nSv.h-1之间。     

单球中子谱仪的能量响应模拟及解谱方法研究

本文阐述了单球中子谱仪的原理,介绍了基于单慢化球和19对⁶Li-⁷Li闪烁体探测器构成的单球中子谱仪的结构及解谱方法,使用蒙特卡罗中子输运程序模拟了单球中子谱仪的中子响应函数。计算结果表明,该谱仪具有较好的空间对称性,能根据谱仪中各探测器的计数对源的大致方位进行判断;模拟了单球谱仪在²⁴¹Am-Be源照射下各探测器的计数,使用Unfolding with Maxed and Gravel (UMG)解谱程序在不同解谱算法以及初始谱的情况下对模拟数据进行解谱计算,在使用最大熵散发以及与源项相同的预置谱的情况下,解谱结果最为准确,验证了响应函数的准确性。     

慢化球探测器测量中子能谱

本文叙述了用慢化球探测器测量中子能谱的原理和方法。在165千电子伏—5兆电子伏的能区,实验刻度了直径为10.16和20.40厘米的两个慢化球探测器的激发曲线。用一组直径为5.08,7.64,10.16,12.72,20.40和25.00厘米的慢化球测量了反应堆热中子引起的~(235)U裂变中子能谱。用单参数法和相对偏差最小法解谱,并将结果和标准裂变中子谱作了比较。     

宇宙射线中的中子剂量测量装置的初步设计

为测量宇宙射线中的中子剂量，设计由一个慢化体球和两种类型正比计数器构成的测量装置，把一个球计数器放在慢化球的中心位置，该计数器的计数为“内计数”，把6个管型计数器安装在靠近慢化球表面内，这6计数器的计数之和为“外计数”。     

CARR上的应力测量中子衍射谱仪概念设计和模拟研究

中子衍射法是迄今为止可直接测量材料或工程部件内部深处应力场分布的唯一非破坏性方法，在工程上具有重要的应用。中国先进研究堆（CARR)中子散射工程拟建造一台应力测量中子衍射谱仪，其主要功能是测量材料中的残余应力和载荷应力。本文介绍了该谱仪的概念设计方案，并应用蒙特卡罗模拟软件MCSTAS对设计方案进行了模拟研究，对部分中子部件参数进行了优化设计。     

单球中子谱仪n-γ混合辐射场中子甄别技术研究

正单球中子谱仪利用单慢化球、位置灵敏探测器的组合实现了多球谱仪的功能。采用~6Li、~7Li玻璃闪烁体实现了n-γ混合辐射场的中子甄别,探测器组件结构如图1所示。~6Li闪烁体对热中子和γ射线均有响应,而~7Li闪烁体对热中子无响应。通过前者与后者探测信号的扣除得到热中子信号,实现n-γ混合辐射场内中子甄别。在n-γ场中对单球中子谱仪使用的探测器组件开展了相应研究,探测器组件测试电路如图2所示,其中主放大器增益为10倍,ADC采集时间为300s,ROI设置为200～1 023道,并通过ADC     

增强光中子成像空间分辨率的方法研究

X射线和中子联合成像能够极大的提升针对不同种类违禁材料的鉴别能力。光中子源具有中子产额高,系统稳定性好,既是X射线源又是中子源的优点,其不足之处在于中子探测会受到X射线脉冲的干扰,而为了避免这种干扰采用慢化中子延时错开X射线脉冲的解决办法又将带来新的问题,即中子探测空间分辨率的恶化。本文提出了一种新颖的探测慢化后光中子的方法,能够极大地提升光中子探测的空间分辨率,并设计了一套光中子成像原型系统,通过模拟手段评估了系统的各项参数性能,获得了理想的模拟成像结果,验证了方法的可行性。