高能重离子反应出射中子屏蔽的理论估算

众所周知，合理而可靠的辐射屏蔽是核物理实验的安全保证，也是实验人员和高灵敏度仪器安全运行的必要条件。重离子反应出射中子的屏蔽取决于次级中子的产额、能量和角分布，也取决于在加速器部件上的束流损失。在过去几年中，我们对低、中能重离子反应出射中子的屏蔽已经...     

无屏蔽条件下用25.4cm单球雷姆计测量中能重离子反应中子剂量当量的理论修正

用重离子反应出射中子能谱和角分布估算了用25.4cm单球雷姆计测量100MeV/u~(12)C+C和41.7MeV/u~(12)C+Fe两个重离子反应中子剂量当量时的理论修正系数。     

兰州重离子加速器冷却储存环屏蔽计算

本文利用Ｍａｄｅｙ的中子多重性理论计算出了重离子核反应出射中子产额,再用Ｗｅｉｓｅ方法计算了兰州重离子加速器冷却储存环 厚度;为了比较,同时对Ｂａｒｂｉｅｒ在设计ＧＳＩ的ＳＩＳ－ＥＣＲ冷却储存环的屏蔽时间所用的方法计算了ＣＳＲ的屏蔽厚度,两种方法的结果符合得较好。     

一种新阈探测器的实验验证和重离子靶区中子测量

验证了用^2099Bi作为一种新的阈探测器测量高能中子的可能性，并利用^115In,^27Al,^19F,^12C和^209Bi组成的阈探测器组合测量了中能重离子反应实验靶区出射中子的注量率分布、能量分布和剂量当量率分布。     

重离子加速器在线测量实验区的屏蔽设计

本文主要介绍了重离子加速器核物理实验在线测量中为降低辐射本底而采用的多层组合屏蔽设计。计算了能量为700MeV 的~(12)C 重离子入射~(56)Fe 厚靶产生的中子产额(0.16n/离子)、能谱和角分布。采用铁(50 cm)、标准混凝土(150 cm)和硼砂层(1 cm)三层组合屏蔽,可在700MeV ~(12)C 重离子以7.5×10~(10)离子/s 流强入射~(56)Fe 厚靶下,把实验区的中子通量密度降低到1n/cm~2·s 左右。     

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。     

核聚变实验装置HT-7U一维及二维辐射防护设计研究

主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN,DOT3.5在核聚变实验装置HT-7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量/能谱、γ注量/能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行了优化设计,为HT-7U装置的辐射屏蔽物理设计提供了建议性意见及理论依据。     

中能^12C重离子在Fe等厚靶上核反应的中子产额和能谱

本文调研了由测量和核内级联-蒸发模型理论计算得到的中能区重离子核反应中子发射微分截面数据,并依据这些结果计算给出了单核能为58.3和100MeV 的~(12)C 离子轰击~(56)Fe 厚靶产生的次级中子能谱、角分布和总产额。同时对现有数据做了较为细致的分析,为重离子的防护提供了一些基础资料。     

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。     

中子能谱在反应堆屏蔽计算中的应用分析研究

在反应堆的屏蔽设计中多采用蒙特卡罗中子-光子耦合输运程序(MCNP)计算反应堆压力容器和堆内构件的中子注量率,用以评估中子对结构材料的辐照损伤。MCNP在计算这类固定源问题时,源强的能量分布多采用MCNP自带的Maxwell裂变中子能谱或Watt裂变中子能谱,它们是典型能量的入射中子对应的向量裂变能谱。然而真正的裂变中子能谱是与入射中子能量相关的矩阵裂变中子能谱。为此,不同的中子能谱对反应堆屏蔽设计计算结果的影响被分析。结果表明:在反应堆屏蔽设计中应考虑不同能量的入射中子对裂变中子能谱的影响,即应该采用矩阵裂变中子能谱进行反应堆屏蔽设计计算。     

Rem—meter correction factor for measuring high energy neutrons outside concrete shielding

Correction factors of both Rem-meters,the 10 inch diameter sigle-sphere Remmeter and the standard A-B Rem-meter,were estimated for measuring high energy neutron dose equivalent outside a concrete shielding wall and the effects that the emitted neutron spectra become remarkably“Harder“ peneetrated through a concrete shielding wall,and the energy response of the Rem-meter were taken in account.The estimated results could be applied in the measurement of neutron dose equivalent for the intermediate energy heavy ion reactions to avoid the difficulty induced by the energy response of the Rem-meters.     

基于CENDL-3.2的宽群屏蔽数据库开发与验证

为开展反应堆屏蔽计算研究,使用NECP-Atlas和NECP-Shield程序,基于我国最新的评价核数据库CENDL 32开发了宽群屏蔽数据库NECL CP29,该数据库的中子能群结构采用基于粒子群算法优化的29群结构。为验证该数据库,使用国际屏蔽基准题库SINBAD中包括Iron 88、ASPIS NG和HBR 2等在内的屏蔽基准题进行了计算,计算结果不仅与实验测量值进行了比较,而且与国际主流屏蔽数据库BUGLE B7和BUGLE 96的计算结果进行了对比。验证结果表明,NECL CP29数据库的计算值与测量值吻合较好,计算精度整体上优于BUGLE B7和BUGLE 96,且优化的能群结构有效提升了计算效率。     

不同材料中子反射与屏蔽效应研究

利用Monte Carlo粒子输运计算程序Super MC对厚度1-5 cm的多种材料进行中子反射和屏蔽性能分析计算。这些材料包括金属材料铍、铅、铜、含硼钢以及~(238)U和非金属材料聚乙烯、氢化锂、混凝土,中子能段选取10~(-5) e V-20 MeV。结果显示,中子反射能力和屏蔽性能都会随着材料厚度而增加,但增加的幅度逐渐减小。铍和聚乙烯在中子反射和屏蔽方面性能优越,而常用来屏蔽γ射线的铅在这两方面性能都是8种材料中最差的。~(238)U只在材料厚度很小时性能卓著,随着材料厚度增加,其性能便远不如大部分材料。考虑到聚乙烯的力学性能较差,在屏蔽材料的选择上有很大的限制,所以在8种材料中,铍的综合性能相对较好。     

铁屏蔽T（d,n）^4He源的模拟结果分析

用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法模拟了用铁屏蔽Ｔ（ｄ，ｎ）＾４Ｈｅ快中子源时不同条件下的透射率随铁厚度的变化规律。研究了（ｎ，２ｎ）反应对快中子慢化的作用，使较低能量的中子产生了累积效应，并分析了反射中子二次进入屏蔽体时透射率的变化规律。推荐了多层屏蔽体的铁的适当厚度，与国外数据符合较好。     

Measurements of induced activity in concrete by secondary particles at forward direction produced by intermediate energy heavy ions on an Fe target

Spallation and neutron capture reaction rate distributions were measured using activation detectors inside a 90-cm thick ordinary concrete pile exposed to a field of secondary particles escaping a thick (stopping length) iron target bombarded with various intermediate energy ions, 230 MeV/u He, 400 MeV/u C, and 800 MeV/u Si. Activation detectors of aluminum, bismuth, gold, and gold covered with cadmium were inserted at various depths in the concrete pile. In addition, the distributions of activation reaction rate were simulated by FLUKA and PHITS Monte-Carlo codes. Generally, comparison of measured and calculated reaction rates show agreement within a factor of two. The experimental data will be useful for benchmarking Monte-Carlo radiation transport simulation code capabilities in estimating radioactivity induced in accelerator radiation shielding.     

SPRR-300反应堆混凝土屏蔽层内中子注量率分布研究

采用MCNP程序与ANISN程序结合的计算方案获取了SPRR-300反应堆混凝土屏蔽层内的中子注量率分布情况，同时采用固体核径迹探测器测量了混凝土屏蔽层外低水平中子注量率，两者吻合较好，说明了计算结果的可信性。上述结果为反应堆退役工作提供了放射性源项的计算依据。     

热中子照相装置屏蔽的蒙特卡罗模拟

中子照相装置的屏蔽对降低反应堆大厅本底及提高中子照相质量具有重要意义。使用蒙特卡罗模拟方法,对热中子照相装置各组成部分的屏蔽进行模拟计算。结果表明：在照相装置的准直器部分使用厚130cm、密度4.6t/m3的重混凝土,飞行管部分使用厚75cm、密度3.6t/m3的重混凝土可保证屏蔽外的辐射当量剂量达到反应堆大厅的监督区要求。     

Formation of secondary radiation fields at NICA

The crucial points of a radiation shielding design for a relativistic heavy ion accelerator are the source term problem, neutron fluence and dose attenuation characteristics of the shielding. Simulations of the radiation shielding for JINR’s Nuclotron-Based Ion Facility (NICA) project were carried out using the GEANT4 code. Some regularities in the secondary neutron field generation at the 4.5 GeV/n uranium beam interaction with thick targets are discussed. Neutron attenuation by the ordinary concrete shielding of NICA was considered as well.     

MC法模拟地层元素测井仪优化中子屏蔽体

利用MC法模拟了D-T中子源发出的粒子通过地层元素测井仪内部屏蔽体结构的过程,获得了不同粒子通过不同材料的屏蔽体后能量和核反应截面的分布,从而得出不同材料在不同厚度下的粒子屏蔽效果。模拟结果表明:采用17 cm厚的三层复合屏蔽体结构,所用材料第一层为10 cm厚的钨镍合金,第二层为5 cm厚含20%碳化硼的聚乙烯,第三层为2 cm厚的铅。三层结构对中子的屏蔽率达到98.47%,对γ光子的屏蔽率达到97.68%。可有效降低仪器内部元素干扰,提高分辨率与精确度。