液体闪烁探测器中子和γ射线测量研究

液体闪烁体对中子的响应函数,利用05S蒙特卡罗程序进行计算,γ射线响应函数利用MATHA蒙特卡罗程序进行计算。分别对液体闪烁探测器（n,γ）分辨品质测量、Am—Be中子源的中子谱和γ射线能谱的测量、铁球在D—T中子照射下泄漏中子和伴生γ射线能谱的测量、水球在D—T中子照射下泄漏中子和伴生γ射线能谱的测量等内容进行了介绍,并对结果进行了分析和讨论。     

上升时间甄别法测量中子能谱

波形甄别法是测量中子-γ射线混合场中快中子能谱的一种方法。本工作利用大体积NE213液体闪烁体,以及标准NIM插件,搭建了利用上升时间甄别法测量中子脉冲幅度谱的一套测量设备。本文基于蒙特卡罗方法计算得到闪烁体对中子的响应函数矩阵后,使用60Coγ放射源对测量得到的中子脉冲幅度谱进行刻度,然后通过解谱,得到了加速器单能中子源的解谱结果,该结果与参考谱是一致的。     

D-T中子照射下贫化铀球、钒球介质内中子能谱和伴生γ能谱测量

为获得介质内中子能谱及伴生γ能谱的实验数据，在中心D-T中子照射下，用18mm×20mm的茋闪烁体探测器，测量了与D+束成45°角的水平方向距球心7、10、13、16、19、22cm位置处贫化铀球介质内的中子能谱和伴生γ能谱，以及钒球内与D+束成0°角、距离球心1.8、4.8和8.3cm处的中子能谱和伴生γ能谱。用MCNP/4B程序和ENDF/B-VI库数据对实验模型进行模拟计算，并与实验结果进行了比较。     

D-T中子穿透铁球伴生γ射线泄漏能谱实验研究

建立了系列厚度为3、6、11、16、21．8cm的铁球基准装置。用BC-501A谱仪测量了D-T中子穿透铁球伴生γ射线泄漏能谱，能量范围为0．5～5MeV。通过能谱分析，观测到铁球厚度对能谱有一定影响。利用MCNP4A程序和t-2、ENDF／B-V、ENDF／B-Ⅵ和FENDL-2等数据库对实验进行了模拟计算，并将计算结果与实验结果进行了比较。γ射线能谱实验误差为4％～6％。     

钢与工程塑料的D—T中子透射性能测量

以ns-200加速器D-T中子源照射钢(材料型号为Q235)与工程塑料圆柱样品,样品尺寸为φ30 cm×10 cm,利用尺寸为φ5.08 cm×5.08 cm的BC501A液体闪烁探测器分别测量得到中子透射率。利用影锥法测量并扣除环境本底,利用~(22)Na标准γ源对探测系统的能量线性进行刻度,利用伴随α粒子法测量中子源强,采用(n,γ)甄别技术扣除γ信号的干扰,对于低能区(n,γ)分辨引起的中子计数损失,采用高斯拟合通过二维多道谱仪进行了修正。实验得到钢的D-T中子透射率为0.408,工程塑料的D-T中子透射率为0.73。结果表明,工程塑料的D-T中子透射性能优于钢材料的。     

D-T快中子治疗准直屏蔽体设计及中子特性模拟

设计了一个用于D-T快中子治疗的准直屏蔽体,通过D-T中子在准直屏蔽体中的MCNP模拟,计算了屏蔽体外透射中子和透射光子在水中的吸收剂量,由此评价了准直屏蔽体的屏蔽效果。利用MCNP程序,模拟了准直中子束及中子束中的γ射线在源皮距(SSD)100cm处的能谱,计算了γ射线与中子束在水中吸收剂量的比值,对准直中子束中γ射线的污染水平进行了评价。完成了准直中子束在人体组织等效水箱中输运的MCNP模拟,给出了吸收剂量深度分布、吸收剂量横向分布和吸收剂量等剂量曲线。     

DPF装置脉冲中子测量技术研究

研制了用于DPF装置脉冲中子产额和波形监测的脉冲中子飞行时间-闪烁探测系统。在中国原子能科学研究院高压倍加器上采用电流法和脉冲中子飞行时间方法标定了该系统的D-T和D-D中子灵敏度。根据测量的光响应函数,采用Monte-Carlo方法模拟了塑料闪烁探测器的中子能量响应,由此对中子灵敏度标定结果进行了能量响应修正。利用研制的闪烁探测系统对ING-103型DPF装置的D-T脉冲中子产额和时间波形进行了实验测量,并对测量结果进行了分析和讨论。测量的DPF装置D-T脉冲中子产额在1×109–2×109n/shot之间,中子时间波形的半高宽约为9ns。     

用蒙特卡罗方法计算大体积载钆液体闪烁探测器的效率

用蒙特卡罗方法模拟中子在大体积载钆液体闪烁体的俘获和探测过程,得出中子俘获几率和探测效率随中子能量的变化。在跟踪俘获γ射线过程中,对钆的多级联γ发射的计算作了改进。在计算中子的热群截面时,考虑了液体的原子的热扰动,利用苯的声子谱算出热群中子的射散炬阵元。最后对计算效率与实验测定作了比较。     

贫化铀、贫化铀/氢化锂组合装置的泄漏中子能谱

建立了贫化铀和氢化锂球壳的聚变裂变混合能源堆的包层模拟装置.在PD300氘氚中子发生器直流运行模式下,用BC501A液体闪烁体探测器在0 °方向测量贫化铀和贫化铀/氢化锂球壳组合装置的DT中子轰击下的泄漏中子能谱(0.75-16 MeV),并用MCNP5程序和ENDF/B-VI数据库对装置进行模拟计算其泄漏中子能谱,两...     

D-T快中子照相准直屏蔽体设计及中子束特性的模拟研究

设计一个用于氘氚(D-T)快中子照相的准直屏蔽体系统,对D-T中子发生器快中子在准直屏蔽体材料中输运的MCNP模拟研究,给出准直中子束的中子能谱、注量率及均匀性、γ射线能谱和γ射线注量率等重要参数.模拟结果显示,用D-T中子发生器中子源和合理的准直屏蔽体系统可得到快中子照相所需的准直快中子束.     

各种孔隙度水砂地层中子-γ能谱Monte Carlo模拟

利用自行开发的中子—γ能谱测井和中子—γ射线随空间、能量、时间分布蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟软件包,在裸眼井、井眼里无下井仪器、淡水饱和砂岩地层、井眼注淡水的条件下,在井轴和井壁同源距的两个确定点,计算了各种孔隙度地层中子—γ射线随能量、时间分布及其射线能谱,并对结果进行了讨论。     

基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

为了解决传统中子探测器在狭窄空间、强电磁干扰、远距离传输等复杂环境下探测中子时存在的不足,本研究将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和闪烁光纤相结合,设计了一种可用于宽能谱中子测量的新型闪烁体光纤中子探测器。基于蒙特卡罗粒子输运计算程序FLUKA对该新型光纤中子探测器的中子探测性能进行了模拟研究,完成了闪烁体光纤探头的优化设计。结果表明,当入射中子的能量在0.01~10 eV和0.5~10 MeV范围时,该新型中子探测器具有较高的中子探测效率,可用于热中子-快中子宽能谱范围中子的探测;通过对比脉冲幅度的差异,该新型中子探测器能够实现n-γ信号的甄别。      

液闪探测器中子光响应函数刻度研究

BC501A液体闪烁体在临近空间高能中子测量中具有重要的应用价值,其光响应和能量分辨率对测量结果影响较大。对中子与BC501A液体闪烁体作用产生的反冲质子的光响应函数以及液闪的能量分辨函数进行了研究。利用5SDH-2串列加速器通过核反应获得单能脉冲中子源,实验获得单能中子的脉冲幅度谱,应用GEANT4等MC软件对实验进行模拟计算得到光响应谱,并与脉冲幅度谱进行拟合得到各能点中子的光输出以及其对应的能量分辨率,应用最小二乘法对中子光响应函数以及能量分辨函数进行了计算,并将计算结果与推荐光响应函数进行了对比分析。结果显示:模拟计算反冲质子能谱与单能中子脉冲幅度谱在末端边沿处拟合效果较好,中子光响应函数与其他文献中的研究结果基本一致。     

圆柱氧化钍装置上的中子及伽马穿透能谱实验测量

利用D-T中子对氧化钍圆柱装置进行了辐照。样品直径为30 cm、厚度为15 cm。在不同的布局状态下,采用芪晶体闪烁体基于反冲质子法对1 MeV~15 MeV中子能谱进行了实验测量;基于反冲电子法对中子辐照下和辐照后的0.5 MeV以上伽马能谱进行了测量。对能谱中的分布规律、与布局状态的关系进行了比对分析。     

爆炸物检测系统中辐射屏蔽设计

用伴随α粒子的D-T中子飞行时间技术进行爆炸物安全检测过程中,D-T中子和伴生的γ射线会对检测仪器、工作人员和旅客造成辐射损害,并影响环境,因此须对中子源进行有效屏蔽。本文用MCNP5程序计算了D-T中子在不同屏蔽材料组合条件下检测仪器屏蔽效果及人员的有效剂量当量。结果表明,对中子源有效屏蔽后,检测仪器的快中子当量为屏蔽前的3.44%,满足检测要求,人员的剂量当量在不同屏蔽组合下,设定相应活动区域,可满足国家辐射屏蔽规定,且中子活化造成的环境影响可忽略不计。     

T(d,n)4He反应快中子屏蔽体优化设计的蒙特卡罗模拟

在考虑T（d,n）^4He（D-T）反应快中子源能谱、角分布、面源结构及靶系统对中子的作用的基础上,利用MCNP程序模拟了（D-T）反应快中子在屏蔽材料中子的输运。通过屏蔽体外泄漏中子及γ射线的注量率、能谱及在水中的吸收剂量的分析,给出了满足T（d,n）^4He反应中子源快中子治疗屏蔽体的三种复合屏蔽方案。     

BC-501A液体闪烁体γ探测效率

用MARTHA蒙-卡程序对BC-501A液体闪烁探测器的点γ源的响应函数进行了计算,计算和测量的结果符合得较好。容器壁对效率的影响随着γ能量的增加而变大,对于5MeVγ能量,有、无容器时的探测效率比为1．35,对效率随探测距离的变化进行了计算比较。由测量^24Na的反冲电子谱解得γ能谱,检验了响应函数的正确性。     

几种闪烁体γ/n分辨能力的MC模拟计算及比较

本文利用蒙特卡罗通用程序MCNP4B对脉冲γ射线束测量中可能用到的几种闪烁体的有关性能进行了模拟计算和比较,给出了三种比较感兴趣的无机闪烁体CeF3、LSO和CsF对γ射线的能量响应曲线。并利用有关能谱数据对八种无机闪烁体BaF2、NaI、CsF、CsI、GSO、PbWO4、YAP：Ce、YAG：Ce的γ/n分辨能力进行了计算,估算了分辨能力的最大、最小值,并与有机闪烁体ST401进行了比较。     

D-T中子发生器主要参数测试

使用LB6411剂量仪对D-T中子发生器中子参数展开测量研究。利用LB6411剂量仪建立中子发射率测量方法,获取D-T中子发生器中子发射率,并将其与活化片法测量结果进行比较,验证该方法可行性。分别改变D-T中子发生器离子源电流以及加速极电压参数,在不同参数条件下进行中子发射率计算,研究中子发射率与离子源电流、加速极电压参数的数学关系,建立D-T中子发生器中子发射率半经验计算模型。基于MCNP蒙特卡洛模拟计算开展吸收剂量以及D-T中子发生器中子品质因数的测量研究,为后续D-T中子发生器的应用提供指导。     

252Cf裂变γ射线伴随飞行时间法刻度液体闪烁体中子探测效率

宏观检验实验是检验核数据正确性的重要实验方法之一。液体闪烁体中子探测器是中子核数据宏观检验实验中快中子能谱测量的主要探测器,其探测效率曲线的准确性关系到实验结果的精度。本文采用²⁵²Cf中子源的伴随γ射线和飞行时间法测得了液体闪烁体对2.0～10.0 MeV中子的相对探测效率曲线,同时利用飞行时间法和400 kV脉冲中子发生器的d-D反应中子源测得了2.9 MeV单能中子的绝对探测效率。将相对探测效率曲线归一到单能点的绝对效率,得到探测器在这一能区的绝对探测效率曲线。使用蒙特卡罗程序NEFF模拟相同参数的液体闪烁体探测器对10.0 MeV以下中子的探测效率曲线。最后将实验结果与模拟结果对比,结果表明实验得到的探测效率曲线合理、准确。