石墨的热中子吸收截面测量

本文利用脉冲中子源法测量了一批石墨的热中子吸收截面。测量的几何曲率范围是(0.699—13.26)×10~(-3)厘米~(-2)。由于几何曲率在6.341×10~(-3)厘米~(-3)以上时,实验上得不到恒定的衰减常数,所以用来求热中子吸收截面的几何曲率范围为(0.699—6.341)×10~(-3)厘米~(-2)。石墨密度为1.653克/厘米~3,测量温度为14.5℃。求得石墨热中子吸收截面σ_α=4.03±0.13毫靶,扩散系数D_0=(2.073±0.025)×10~5厘米~2·秒~(-1),扩散冷却系数C=(3.17±0.49)×10~6厘米~4·秒~(-1)。换算到标准条件(密度1.60克/厘米~3,温度20℃),D_0=(2.160±0.026)×10~5厘米~2·秒~(-1),C=(3.41±0.51)×10~6厘米~4·秒~(-1)。     

不同温度下~3He 计数管热中子灵敏度测定

采用 DOT3.5(R,Z)迁移程序和 CITATION(R,Z)扩散程序,对含有~(252)Cf 中子源的石墨棱柱装置进行了通量分布计算,并用 DOT3.5(R,Z)程序计算了计数管对热通量的扰动因子。测量了~3He 和 BF_3(WL-6307)计数管的热中子灵敏度;测量结果表明,在20—150℃内,~3He 计数管热中子灵敏度几乎是不变的。     

用MCNP程序计算核燃料废包壳缓发裂变中子形成的热中子通量密度

用Monte Carlo方法计算核燃料废包壳缓发裂变中子形成的热中子通量密度分两步进行:第一步,计算出外中子源在包壳中生成的缓发裂变中子;第二步,计算这个缓发裂变中子源在探测器中所形成的热中子通量密度。为利用现有的MCNP程序进行计算,编制了有关的缓发裂变中子源生成及抽样子程序和体通量统计估计方法的记数子程序。计算表明:针对解决所遇到的深穿透问题,体通量统计估计法比径迹长度法要好些。     

球形热中子源的研究

本文描述 Am-Be 或 Ra-Be 源置于石蜡球内所构成的球形热中子源。石蜡球的直径有21和25厘米两种。分别用 BF_3管和固体径迹探测器(~(235)U-涤纶膜)测定球源的热中子强度,二者在10%以内相符。石蜡球直径为21厘米的 Am-Be 和 Ra-Be 源的热中子强度与源中子强度之比分别为0.15±0.01和0.17±0.01。21厘米球源比25厘米球源的热中子强度约大10%。球源的方向性取决于快中子源的方向性和慢化层厚度的不均匀性,但在垂直于源轴方向上的热中子通量,接近于按各向平均的热中子通量。距源20—300厘米处的热中子通量随距离的变化服从反平方律。还测量了球源附近辐射场的剂量率。     

球形快中子监测器

本文描述一种由置于聚乙烯球腔内的慢中子探测器而组成的快中子监测器。聚乙烯球分为两个半球,外径为24.4厘米,厚度为6.2厘米,密度为0.92克/厘米~3,外包厚度为0.2厘米的两个镉制半球壳。中子能量在0.02～5兆电子伏之间,以BF_3计数器和~(235)U涤纶膜固体径迹探测器为中心探测器时,监测器的灵敏度在±15%和±12%以内为常数,其值为2.03计数/中子/厘米~2和1.13×10~(-6)径迹/中子;在15兆电子伏处,灵敏度下降约40%。源距大于80厘米,监测器的响应与距离的关系服从反平方律。监测器的角响应优于90%。该监测器可用于直接读数和累积读数。     

B4C-PE复合材料中子屏蔽性能研究

利用~(252)Cf中子源产生快中子场和热中子场,对系列不同B_4C含量B_4C-PE复合材料的中子宏观截面进行了实验研究和MCNP模拟计算。结果表明:热中子宏观截面在±5%内相符,快中子宏观截面在±10%内相符;B_4C-PE复合材料对热中子的屏蔽效果明显好于聚乙烯。研究结果可为中子屏蔽材料研发和工程设计提供参考。     

热中子透射成像转换屏物理设计研究

中子像转换屏是热中子透射成像技术的关键部件，中子像转换屏的参数严重影响空间分辨率和热中子-光子转化效率两方面的特性。采用Geant4程序模拟热中子透射成像的物理过程及透射光子二维图像，建立了基于LiF(ZnS)和LiF(GOS)像转化屏的热中子透射成像模拟模型和Siemens star像指示器模型，利用线扩散函数（Line Spread Function,LSF）计算空间位置分辨率，获得热中子像转化屏厚度与空间位置分辨率、中子-光子转换效率的关系。基于兰州大学紧凑型D-D中子源的热中子透射成像系统参数，推荐选取LiF(GOS)像转化屏的厚度为40μm,LiF(ZnS)像转化屏厚度应选取80μm，热中子透射成像空间分辨率分别可达到45μm和63μm，为基于紧凑型D-D中子源的热中子透射成像系统的研发奠定了技术基础。此外，本工作得到的LiF(GOS)、LiF(ZnS)像转化屏优化参数同样适用于其他热中子成像装置，可为热中子透射成像系统的搭建提供了技术参考。     

研究、试验堆低浓铀燃料的发展状况

本文介绍降低研究、试验堆燃料浓缩度工作,即发展高铀密度、低浓缩度燃料的进展状况。UAl_x-Al 和 U_3O_8-Al 弥散型板状燃料的铀密度已分别达到2.3—2.6克铀/厘米~3和3.1—3.6克铀/厘米~3;新发展的 U_3Si-Al 弥散型板状燃料的铀密度已经达到7.0克铀/厘米~3,它很可能是研究、试验堆燃料的后起之秀;UO_2陶瓷板型燃料的当量铀密度为9.1克铀/厘米~3,它既可以用来降低研究、试验堆燃料浓缩度,又适用于高功率密度的小型动力堆。预计到1986年,几乎所有的研究、试验堆将都可改用低浓铀燃料。     

热中子测小样品水分

用插入型中子水分计不能测量小样品和低水分。雷诺兹曾提到用中子透射和散射法可测含氢量。塞缪尔用快中子减速透射法测食品水分,但要用较强的中子源(10~8n/s),考虑到水的热中子截面大,所以我们研究了用热中子测小样品水分的方法。     

多球中子探测器能量响应特性的研究

本文描述多球中子探测器的能量响应特性。慢化球由密度为0.93克/厘米~3的聚乙烯制成,直径在5.1—24.4厘米之间。中心置—φ1.9×8厘米的 BF_3正比计数器,充气压为70厘米汞柱,~(10)B丰度约为95%。当工作电压为1500伏时,分辨率约为20%,本底约为0.4计数/分,热中子灵敏度为0.5计数/(中子·厘米~(-2))。测量所使用的中子能量范围在热能—15兆电子伏之间。0.02—15兆电子伏能区的能量响应曲线直接按实验值绘出;热能—0.02兆电子伏能区的响应曲线,则根据实验值及 D.Nachtigall给出的 M65数据推算。所得结果与报道的理论值作了比较,对于较小的慢化球探测器,理论值存在较大的误差,例如对直径为7.6厘米的慢化球探测器,在10电子伏处,理论值(M.P.Dhairyawan et al.,1980;R.E.Maerker et al,1971)为实验内插值的2倍。     

重水研究堆热柱石墨潜能释放分析研究

重水研究堆堆内石墨构件在长期中子辐照下将会累积潜能,为确保重水研究堆堆内石墨构件安全退役及处理处置,本文采用差示扫描量热仪对重水研究堆3个不同位置所取热柱石墨样品进行了潜能测量,扫描温度范围为10～550℃、升温速率为10℃/min。结果表明:3个位置的样品在80～500℃温度积分区间内潜能释放量分别为70.690、42.167、18.158 J/g;潜能释放率曲线峰值温度均大于300℃,未辐照石墨样品的比热容较热柱石墨样品释放率dS/dT(S为潜能释放量(J/g),T为温度(℃))高,表明本实验所取石墨样品不会发生潜能释放导致石墨自身温度上升的情况;3个位置样品的快中子注量分别为6.75×10~(16)、6.10×10~(14)、1.89×10~7 cm~(-2);获得了潜能释放分数曲线与潜能释放速率曲线,1~#和2~#位置样品的潜能释放速率曲线具有至少2个释放峰,表明潜能释放过程中具有至少2个动力学过程。     

基于白光中子源的核石墨硼当量测量

核材料中热中子吸收截面高的杂质会引起堆芯反应性的变化,一般用硼当量表示这些杂质对热中子的吸收,硼当量是衡量核材料纯度的重要指标之一。热中子宏观吸收截面法是硼当量测量的方法之一,测量时采用同位素中子源则精度低,而白光中子源产生的中子强度高、方向性好,且可慢化为热谱,能有效提高硼当量测量精度。本文基于15 MeV电子加速器驱动的白光中子源开展核石墨硼当量测量的研究,利用蒙特卡罗模拟并优化实验方案,对实验数据进行检验与修正,建立核石墨硼当量测量定量分析方法。该方法能快速、准确检测核材料的硼当量,对反应堆的物理设计、安全性评估等具有重要意义。     

居里级Am-Be中子源产生的热中子通量密度分布

实验室中的同位素Am-Be中子源在有关中子活化方法研究以及在核反应堆中子测量系统研制过程中的调试和刻度等方面都有着非常重要的作用.为使这些应用更有效并得到更准确的实验结果,需要知道Am-Be中子源在周围慢化介质中热中子通量密度的分布.用蒙特卡罗方法并结合中子源发射率计算得到了居里级Am-Be中子源在圆柱形水池中不同半径...     

激震波和受控热核聚变

大家知道,十几年来人们正在大力开展受控热核聚变的研究工作。这项工作要得到成功,其必要条件是在足够长的束缚时间内获得高温的等离子体。根据洛桑(Lawson)的报告,对于常用的氘氘反应,有用的功率输出要求热核聚变的起燃温度T=2×10~8 °K,ρτ>10~(16)秒/厘米~3;对于氘氚反应,则要求T=3×10~7 °K,ρτ>10~(14)秒/厘米‘,其中ρ为等离子体的密度,     

可控中子源密度测井仪的密度响应特性与算法研究

在可控中子源密度测井中,脉冲中子源的中子产额存在波动,采用探测器绝对计数的密度算法受地层环境、测量条件的影响较大,因此会导致密度算法的精度较差。为提高密度测量的稳定性和精确性,本文针对可控中子源一体化测井仪的研发需要,建立了适合所研发仪器的密度算法:首先,结合蒙特卡罗数值模拟软件MCNP对新型一体化测井仪及地层进行了建模;然后,利用所建模型,模拟了在不同岩性、孔隙度条件下可控中子源发射的快中子与地层物质的相互作用过程,并通过记录γ探测器的近、远非弹性散射γ计数和俘获γ计数,中子探测器的近热中子及近超热中子计数信息,获得了一体化测井仪探测器计数与地层密度之间的响应关系,并对影响密度算法的主要因素进行了分析;最后,在密度响应特性分析的基础上,提出了使用近超热中子与近热中子计数比、近远非弹γ计数比来提高稳定性和精确性的可控中子源密度测井新算法。采用新密度算法对所建模型进行计算,结果表明,砂岩、灰岩、白云岩3种岩性下计算的密度与真密度非常接近,其相对误差小于6%。与哈里伯顿和斯伦贝谢算法的计算结果相比,本文方法显示了更好的效果:公式参数少、没有探测器的绝对计数、精确度高。     

可控中子源密度测井仪的密度响应特性与算法研究

在可控中子源密度测井中,脉冲中子源的中子产额存在波动,采用探测器绝对计数的密度算法受地层环境、测量条件的影响较大,因此会导致密度算法的精度较差。为提高密度测量的稳定性和精确性,本文针对可控中子源一体化测井仪的研发需要,建立了适合所研发仪器的密度算法：首先,结合蒙特卡罗数值模拟软件MCNP对新型一体化测井仪及地层进行了建模;然后,利用所建模型,模拟了在不同岩性、孔隙度条件下可控中子源发射的快中子与地层物质的相互作用过程,并通过记录γ探测器的近、远非弹性散射γ计数和俘获γ计数,中子探测器的近热中子及近超热中子计数信息,获得了一体化测井仪探测器计数与地层密度之间的响应关系,并对影响密度算法的主要因素进行了分析;最后,在密度响应特性分析的基础上,提出了使用近超热中子与近热中子计数比、近远非弹γ计数比来提高稳定性和精确性的可控中子源密度测井新算法。采用新密度算法对所建模型进行计算,结果表明,砂岩、灰岩、白云岩3种岩性下计算的密度与真密度非常接近,其相对误差小于6%。与哈里伯顿和斯伦贝谢算法的计算结果相比,本文方法显示了更好的效果：公式参数少、没有探测器的绝对计数、精确度高。     

启明星1#中子通量密度测量实验

启明星1#是由1个快中子能谱区/热中子能谱区耦合组成的堆芯和由外中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区在堆芯内部,热中子能谱区在堆芯外部,快区不仅能够提供快中子能谱,还可放大外中子源用于驱动热区,热中子能谱区主要用来能量放大以维持装置的链式裂变反应。在此装置上开展通量测量实验是为了了解这种新型快热耦合装置跟其它装置相比有何异同,分别用高压倍加器驱动产生的氘氚反应和镅铍外中子源研究整个堆的通量分布,以便于开展核嬗变研究工作。在此装置上进行4种情况下的中子通量密度分布实验:1)空装载时的快区中子通量分布(利用镅铍…     

~(233)U,~(235)U热中子裂变截面比值测量

在中子晶体谱仪上利用背靠背裂变室测量中子能量为0.0253电子伏时的~(233)U,~(235)U裂变截面比值,得到的结果是σ_f(~(233)U)/σ_f(~(235)U)=0.916±0.018;同时根据已知的~(235)U热中子裂变截面值推算出~(233)的热中子裂变截面。σ_f(~(233)U)=536±11靶。所得结果与国外结果进行了比较。     

小型源热中子照相装置准直慢化系统设计

小型中子源中子照相技术具有便携性强,应用范围广的优点,在检测一些较大或难以移动的样品时较固定式(反应堆中子源)中子照相系统具有优势.采用MCNP软件对一小型中子源中子照相装置的热中子准直屏蔽系统进行了理论设计,确定中子慢化体由238U和聚乙烯构成,辅以石墨反射层和硼聚乙烯吸收层,经优化计算,预计成像处热注量率达104 ...     

国产镍铬-镍铝热电偶耐中子辐照性能的试验研究

本文叙述了在反应堆内对国产镍铬-镍铝热电偶进行辐照试验的情况,证明它们耐中子辐照的性能良好.试验所达到的最高中子积分通量为:快中子(能量≥1兆电子伏)3.9×10~(20)中子/厘米~2和热中子1.6×10~(20)中子/厘米~2.