钒球14 MeV中子的泄漏能谱测量

建立了厚度为 1 0 5cm的金属钒球基准实验装置。钒的纯度为 99 9%。用NE 2 1 3谱仪测量了d T中子的 0 75～ 1 5MeV泄漏中子能谱 ,能量大于 0 75MeV的中子的穿透率为 0 84± 0 0 3 ,中子能谱实验误差为 5 %～ 7%。用MCNP/ 4AMonte Carlo程序和FENDL 2库核数据进行了模拟计算 ,并与实验结果进行了比较     

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。     

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。     

D-T中子照射下含硼聚乙烯球泄漏γ能谱测量

为了更清楚地了解含硼聚乙烯的屏蔽性能,用反冲电子法测量了D T中子照射下的不同B4C含量的聚乙烯球的泄漏γ能谱,并用MCNP/4A程序和ENDF/BⅤ库数据进行模拟计算。实验测量值和计算值在误差范围内符合得较好。     

含氢介质内中子能谱测量

建立了直径34 cm的含氢慢化球和含氢慢化球与φ24 cm×30 cm聚乙烯圆柱组合的2种基准装置,加速器的d-T中子入射到含氢慢化介质,用φ18 mm×20 mm的茋晶体闪烁探测器测量了2种实验装置内不同位置的1 MeV以上的中子能谱,并处理成不同能量阈值的中子数.在0.95置信水平下,本测量方法的不确定度为4.8%.     

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。     

中子活化R矩阵元与中子能谱

实验中发现用由(n,γ)反应产生的一些放射性核素的生成率B_i~0和有关的热中子俘获截面文献值σ_i计算得出的表观中子通量I_i并不相等。其原因,除了放射性测量、γ探测效率、称重、同位素丰度,γ发射率和反应截面等的误差外,还有照射处中子能谱的影响。一般,照射处的中子能谱并非热中子能谱,超热中子的百分数含量随着与反应堆中心之间的距离的减小而增加(一般中子通量也随着增加)。因此,I_i与产生核素i的反应的共振积分S_i和σ_i之     

中子能谱快速测量

为了实现中子能谱的快速获取,准确测量中子辐射场的剂量率,设计了一款一体化多球中子能谱仪。该系统能进行中子能谱的在线测量,实时显示中子剂量率。谱仪在Am-Be参考辐射场进行了验证,测量能谱与标准谱符合较好,转换后剂量率测量值与真值偏差<±7%。     

D-T中子穿透铁球伴生γ射线泄漏能谱实验研究

建立了厚度为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。通过康普顿反冲电子法解谱得到γ射线泄漏能谱,通过分析能谱,发现铁球厚度对能谱变化影响有一定的规律。γ射线能谱实验误差为4%～6%。     

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％。     

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。     

核动力堆安全壳内外中子能谱和剂量测量

利用自制的多球谱仪测量了某核动力反应堆安全壳内外的中子能谱和剂量当量率。对安全壳外测量，中心探测器为球形^3He正比计数管；对安全壳内测量，中心探测器为球形金箔。系统的响应函数用MCNP程序计算，解谱程序为MIEKEB。为验证系统响应函数计算的准确性，进行了一些实验测量，并与理论计算结果进行了比较。结果表明，测量结果与计算结果在不确定度范围内相吻合。     

14MeV中子在φ600mm贫化铀球中造钚率测量

使用中子活化技术对２３８Ｕ（ｎ，γ）２３９Ｕ反应产物２３９Ｕ衰变后的２３９Ｎｐ子体的２７８ｋｅＶγ射线的绝对测量，获得了１４ＭｅＶ中子在６００ｍｍ贫化铀球中的造钚率。其实验测量值为２．４６±０．０９。２７８ｋｅＶγ射线用高纯锗探测器测量，探测器的有效计数效率用２４３Ａｍ源刻度。６００ｍｍ贫化铀球由７层贫化铀球壳组成，球心有一８０ｍｍ源腔，总重约２．１ｔ。     

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。     

钒球的中子倍增率与活化反应率

以一直径138cm的聚乙烯球作为中子慢化剂与全吸收探测器，采用全吸收法测量了钒球的14MeV中子的泄漏倍增率。用1支与H对热中子具有相同1／V吸收规律的^6Li玻璃探测器的测量子全吸收体的径向中子计数率分布。实验得到了钒球中心D－T中子时的Al、Fe、In和V一组阈探测器的绝对活化反应率的分布。用MCNP／4A程序、ENDF／B－Ⅵ和FENDL－2核数据进行了模拟计算。与实验结果相比较可知：用ENDF／B－Ⅵ库数据的计算结果与实验结果符合良好，而用FENDL－2库数据的计算结果比实验结果约高4％。     

液体闪烁探测器中子γ射线测量研究

液体闪烁体对中子的响应函数,利用O5S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。     

用遗传算法求解中子能谱

由多球中子谱仪的响应矩阵和测量结果得到中子能谱属于少道解谱问题,存在多种可能解,因此,解谱过程是在解空间中寻找问题的最优解。遗传算法作为优化算法的一种,在求解这类问题上具有很大优势,通过基因操作,遗传算法可获得问题的全局最优解。本文根据中子能谱求解问题的特点,提出了一种新的适应度函数,它由1个距离项和1个惩罚项组成,距离项用于保证计算结果能够再现测量结果,惩罚项用于保证解的连续性,避免求解结果数据的剧烈变化。选择了5种具有代表性的能谱作为真实能谱,并将其与响应函数相乘后的结果作为模拟测量结果,用遗传算法求解的结果与真值符合较好,且能很好地再现模拟测量结果,表明了采用这种适应度函数的遗传算法在求解中子能谱中的可行性。     

蒙特卡罗方法在中子能谱研究中的应用

针对快中子能谱实验测量数据的修正 ,开发了FAMS MC蒙特卡罗计算程序 ,对 5 9、6 4和1 4 1MeV中子在Be核上产生的次级中子双微分截面的实验结果进行了修正计算 ,并与用MCNP蒙特卡罗程序修正的结果进行了比较。用FAMS MC程序进行中子能谱实验测量数据修正得到满意结果。