束流参数对热中子照相质量影响的模拟分析

中子束的准直比、镉比、散射中子及注量率空间分布等是影响中子射线照相性能的主要因素,本文通过蒙特卡罗模拟仿真计算来分析各因素对中子照相图像质量的影响,并提出相应的应对措施。     

影响中子射线照相性能的主要因素

中子束注量率及其分布、镉比、准直比、信噪比、成像方式等是影响中子射线照相性能的主要因素,从实验和理论两方面针对这些因素进行了初步分析,并提出了应对技术措施。     

线型聚能切割器热中子照相检测技术研究

研究使用热中子照相技术检测线型聚能切割器装药线密度,确定其分布均匀性,并判别装药是否存在缺陷。对多个样品进行了热中子照相,得到清晰样品图像,并通过图像处理得到样品内部装药相对线密度分布,准确呈现出装药稀疏、断续、空穴等缺陷。该方法检测结果直观、可靠、精确,弥补了线型聚能切割器现有质量检测手段的不足,对切割器质量的精确检测及其在精确爆破中的应用具有重要意义,可广泛应用于索类火工品的质量检测。     

散射射线对照相系统反差灵敏度的影响

本文叙述了散射辐射对线照相系统反差灵敏度的影响，计算了几种能量γ射线在铁板中积累因子，讨论了几种减少散射影响的方法。     

微量硼的热中子瞬发γ射线分析方法

反应堆热中子束流引起地质样品中硼的~(10)B(n,αγ)~7Li反应,用HPGe探测器测量其反应的478 keV瞬发γ射线峰面积,与标准样品比对,得到30个地质样品中硼的含量为8×10~(-6)～160×10~(-6),相对误差为16%～5%。     

热中子俘获瞬发γ射线强度计算

简要介绍了热中子俘获发γ射线强度的计算方法,并以实例进行说明,还给出了有关物理自洽检验的方法及其讨论。     

热中子层析照相的仿真技术探索研究

热中子照相技术在检测含氢材料、重金属样品等方面是X射线等其它无损检测技术的有益补充,热中子层析技术研究在国内尚是空白,实验研究条件欠缺且代价高昂,通过仿真研究再过渡到实验研究,将有效降低研究成本,提高研究效率.文章根据中子层析照相基本原理,设计模拟样品,采用MCNP仿真计算的方法获取了样品中子投影图像,利用C++Builedr研发中子层析数据获取程序和反投影滤波算法层析重建程序,重建了样品二维断面图像,样品二维断面图像与实际样品一致,证明了所采用的仿真研究流程合理可行,为中子层析照相技术的深入研究奠定了基础.     

热中子辐照提高YBCO和GdBCO超导材料Jc的研究

利用重水反应堆水平孔道热中子对熔融织构生长(Melt-Textured Growth)的YBa_2Cu_3O_(7-y)和GdBa_2Cu_3O_(7-y)超导材料进行辐照研究。前者共8个样品,热中子注量为3.7×10~(11)-1.4×10~(17)cm~(-2);后者共6个样品热中子注量为5.2 ×10~(13)-4.7×10~(16)cm~(-2)。样品辐照前后,用移动样品磁强计测量其磁滞回线并推算出临界电流密度进行比较。YBCO结果表明,当热中子注量大于10~(17)cm~(-2)时,J_c可增加一倍以上。GdBCO样品也有明显增加。在上述热中子注量范围内,J_c值增量随辐照注量增加而增加,并且高场时增加值比低场时更大。这可能是由于随着辐照注量增加,缺陷增多,钉扎中心密度增加,两钉扎中心的相对距离减小。这更有利于高场下的钉扎作用。     

超热中子束慢化材料的特性分析

用一维离散坐标程序ＡＮＩＳＮ计算了多元素的三群群截面,筛选出可用于组成超热中子束慢化材料的１１种元素;分析了上述１１种元素所构成的单质、化合物和混合物的慢化特性,从中优选出可实现超热中子束的三种慢化材料。     

中子相衬成像技术初步研究

利用不同材料的中子质量衰减系数不同而获取样品内部的结构潜像,属于吸收散射衬度成像;而相衬成像是基于中子的波动性,当中子波穿过样品时,由于样品对中子的折射,不同厚度、不同材质引入的相位差不同,从而导致波前畸变,畸变的波前在穿过样品后作为次波源互相干涉成像,从而获取样品内部结构潜像。研究工作通过数值模拟方法分析了中子相衬成像过程,并基于反应堆中子照相装置进行了不同条件下的多色热中子相衬成像实验。模拟与实验结果表明,在适当准直比条件下,铝材料边缘将出现明显的边缘增强效应,该效应与准直比、样品与转换屏之间的距离密切相关。     

热中子吸收材料特性模拟计算与分析

以核反应堆为中子源,通过蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法计算的手段,分析了几种热中子吸收材料的特性,并总结出将热中子吸收材料用于建立超热中子辐射场时的一般规律,从而优选出适用于建立超热中子辐射场的热中子吸收材料.     

热中子照相成像系统的研制

成像系统是中子照相装置的关键组件之一.利用Gd和In金属研制了胶片静态照相转换屏,采用6LiF ZnS为转换材料,增强型CCD和制冷型CCD相结合,研制了CCD在线中子成像系统.     

Design of the thermal neutron beam for neutron radiography at the Syrian MNSR

Neutron beam design was studied at the Syrian reactor (MNSR, 30 kW) with a view to generating thermal neutron beam in the vertical irradiation sites for neutron radiography. The design of the neutron collimator was performed using MCNP4C and the ENDF/B-V cross-section library. Thermal, epithermal and fast neutron energy ranges were selected as <0.4 eV, 0.4 eV–10 keV, >10 keV, respectively. To produce a good neutron beam quality, bismuth was used as photon filter. In this design, the L/D ratio of this facility had the value of 125. The thermal neutron flux at the beam exit was about 2.548 × 10⁵ n/cm² s. If such neutron beam were built into the Syrian MNSR many scientific applications would be available using the neutron radiography.     

Three-dimensional visualization of void fraction distribution in steady two-phase flow by thermal neutron radiography

Three-dimensional void fraction distributions of a steady air–water two-phase flow in a 4×4 rod-bundle with circular ferrule type spacers were measured by neutron radiography using a CT method. The high flux thermal neutron radiography system at JRR-3M in JAERI was used. Two-phase flow was visualized with a SIT tube camera and time-averaged one-dimensional cross sectional averaged void fraction distributions were calculated. Visualization with high spatial resolution up to 0.18 mm was carried out by using a cooled CCD camera. Projections in 250 directions were obtained and were reconstructed by a filtered back projection method after using some image processing techniques. Animations were made to show the three-dimensional distributions. One-dimensional and three-dimensional void fraction distributions of the steady state two-phase flow in the rod bundle near the spacer were clearly visualized.     

能量选择法中子照相技术

能量选择中子照相是近年来新兴的中子照相技术,具有广泛的潜在应用前景。介绍了能量选择中子照相技术的基本原理,比较分析了机械速度选择器法、双晶单色器法、飞行时间法以及超镜和晶体过滤器结合法4种获取单色中子束的方法。介绍了能量选择中子照相技术在增强图像对比度、应力测量、织构分析以及相变过程研究等方面体现的优异特性和应用潜力。     

快中子照相的实验研究

快中子照相是一种优良的无损检测技术,它有着X射线、热中子照相等所不具有的独特优势。本文介绍了作者分别采用^241Am-Be同位素中子源和中子发生器进行的快中子照相研究,并利用自制的Gd2O2S：Tb快中子转换发光屏进行探测,成功实现照相。     

硼铝复合材料热中子屏蔽性能分析

硼铝复合材料因制备工艺简单,力学性能良好,原材料价格低廉等诸多优点被广泛研究,并被用作诸多领域的热中子吸收材料。本文采用理论计算、MCNP软件模拟、实验测量等多种方法对硼铝复合材料的热中子屏蔽性能进行了评估分析。通过理论计算发现,对于相同配比的硼铝复合材料,从材料的热中子吸收性能方面,添加硼单质的效果优于添加碳化硼。通过MCNP程序模拟计算和实验测量发现,硼铝复合材料对能量低于10^-7 MeV的中子吸收效果比较显著。     

9Be(d,n)加速器中子源中子照相的研究

加速器中子源比反应堆中子源更具灵活性,北京大学正在发展基于RFQ加速器的小型中子照相装置.为了更好地设计和优化此装置,实现高品质的中子照相,我们在北京大学4.5 MV静电加速器上建立了中子照相实验平台,包括科学级制冷、高灵敏度、低噪声的CCD数字成像系统,模拟基于厚铍靶9Be(d,n)反应RFQ中子源的条件,并利用此系统开展中子成像技术的研究.实验在像平面热中子注量率为5×103 cm-2·s-1或快中子注量率为3.7×104 cm-2·s-1的情况下获得了一定质量的热中子及快中子照片.当利用RFQ直线加速器强中子源时将可获得更高质量的图片,从而可以满足大多数的应用需要.