易水湖水下天然中子测量

使用研制的以球形3 He正比计数器为中子灵敏元件的水下中子测量装置对易水湖水下1~25m范围内不同深度处的天然中子进行了测量,并结合相应的蒙特卡罗模拟,获得了易水湖水下不同深度处的低能天然中子产生速率和注量率随湖水深度的变化规律。结果表明:在易水湖水面下方1~10m范围内,低能天然中子产生速率c(cm~(-3)·s~(-1))随深度h(cm)呈指数规律下降,关系式为c=2.7×10~(-5)e~(-0.005 7h),10m以下的变化较为平缓。根据测量结果外推,在易水湖水面附近,水中低能天然中子的产生速率约为2.7×10~(-5) cm~(-3)·s~(-1)(或2.7×10~(-5) g~(-1)·s~(-1))。     

微结构半导体中子探测器研制

微结构半导体中子探测器具备探测效率高、响应时间快、体积小等优点,性能相对传统平面型半导体中子探测器有本质提升。采用蒙卡方法分析了器件微结构参数对沟槽型微结构探测器的性能影响规律,并结合工艺条件制备出沟槽宽度26μm,沟槽间距13μm,沟槽深度22μm,灵敏区面积1.8×1.8 cm~2的微结构探测器。该探测器在10 V的反向偏压下,漏电流仅1.24×10~(-7)A/cm~2,优于国外研究组报道的漏电流特性。利用同位素α源开展了带电粒子探测性能测试,所制备微结构探测器可实现241Am源α粒子探测。在外加0 V偏压时,微结构探测器即可获得与电子学噪声区分明显的241Am源α粒子能谱。本工作证明了微结构探测器对带电粒子具有良好的探测性能。     

CR-39塑料反冲径迹个人中子剂量计

本文叙述了一种用于测量中子剂量的“直接相互作用”型的CR-39塑料反冲径迹个人中子剂量计。该剂量计对~(241)Am-Be源的中子注量灵敏度约为(2.10±0.05)×10~(-4)径迹/n,可探测的中子注量下限约等于2.11×10~5n/cm~3,相应的中子剂量当量为7.81×10~(-5)Sv。总误差估计不超过±20％。     

HFETR辐照石墨材料中子注量验证试验

钍基熔盐堆石墨材料辐照考验目标为:中子注量为5×10~(20)cm~(-2)(±15%)(E>0.1 Me V),堆内辐照试验温度650℃(允许偏差±50℃)。为了满足辐照考验要求,在高通量工程试验反应堆(HFETR)第92-I炉的K07孔道进行辐照验证试验。该验证试验辐照装置采用分段构成的型式,主要由辅助密封段、辐照试验段、气管组件3部分构成,辐照罐外围为去离子水,辐照罐内为惰性气体用于控制辐照试验温度。使用MCNP程序对各样品中子注量进行预示计算,同时在辐照装置阳面和阴面都布置了探测器进行中子注量测量。试验表明:在辐照试验过程中,在辐照装置调气系统最佳导热模式下辐照温度略高于上限700℃;利用MCNP程序预示计算中子注量结果为5.7×10~(20)cm~(-2)(E>0.1 Me V),而中子注量测量结果为4.83×10~(20)cm~(-2)(E>0.1 Me V),基本满足石墨材料辐照考验中子注量要求。     

中子计数器探测效率的校准

设计制作了一个 BF3长硼中子计数器 ,采用伴随粒子法标定了其中子探测效率 ,约为 3.17×10 -4 ( 1± 18% )。利用这个中子探测器测量了中子管脉冲中子产额 ( 10 7/ pulse)     

一种适用于低产额脉冲中子测量的铜活化探测器研究

研制了一种高探测效率的铜活化探测器,该探测器采用了新型活化样品设计,其立体角因子大于70%,适用于脉冲中子源的中子产额测量.实验表明,该铜活化探测器的探测效率可达到1×10-3以上,测量下限小于106中子/脉冲.     

采用快慢中子符合的中子探测器

采用快慢中子符合的中子探测器,可用于强γ射线本底下探测中子,并应用于冷聚变实验中。使用~(252)Cf中子放射源时,探测效率为3×10~(-3),对慢中子峰的FWHM分辨为25%。     

带伴随粒子中子发生器研制

为研制带伴随α粒子法检测隐藏爆炸物,我们研制了外形尺寸为Φ76 mm×1100 mm的中子发生器,采用中子管离子源加高压,靶接地的设计方式,便于安装α粒子探测器.靶与束流入射方向成45°角,以便探测器接收更多的α粒子,提高探测效率.试验测试表明,中子产额在3×107n/s-5×107n/s范围,中子发生器稳定工作已超过...     

半导体夹心谱仪测量裂变中子能谱的不确定度

本文通过对中子能谱的不确定度的阐释,明确提出了中子能谱的不确定度应理解为能区份额或某一能量范围内中子注量(率)的不确定度。以6 Li夹心半导体中子谱仪测量CFBR-Ⅱ堆泄漏中子谱为例,对3个典型能区的中子注量率谱的不确定度进行了分析。当全谱中子注量率为3.00×107 cm-2·s-1时,0~20keV能区内的中子注量率为5.70+2.38-0.33×105 cm-2·s-1(不确定度中的包含因子k=1),0.59~0.61MeV能区内的中子注量率为(4.32±0.87)×105 cm-2·s-1(k=1),4.99~5.01MeV能区内的中子注量率为0.094+0.028-0.022×105 cm-2·s-1(k=1)。     

NaI闪烁体的快中子辐照损伤

中子瞬发γ活化分析(Prompt Gamma Neutron Activation Analysis,PGNAA)是工业物料成分检测的最主要方法之一,该方法通过大体积NaI闪烁体探测器测量物料被中子活化后的瞬发γ能谱来分析物料成分。测量过程中,NaI晶体处于较强的快中子场中,该快中子场对晶体的辐照损伤是影响NaI探测器性能的最主要因素,而NaI探测器的稳定性直接决定了PGNAA整体设备的性能。本文基于中国工程物理研究院CFBR-Ⅱ(China Fast Burst Reactor Ⅱ)型反应堆,精确地测量了NaI闪烁体在裂变中子场的10~8 cm~(-2)、10~9 cm~(-2)、10~(10) cm~(-2)、10~(11)cm~(-2)、10~(12) cm~(-2)、10~(13) cm~(-2)、10~(14)cm~(-2)共7个中子注量照射后,NaI闪烁体组装的闪烁体探测器的性能变化。测量结果表明,NaI探测器除有较强的中子活化效应外,能量分辨率未发生显著变化,这为PGNAA设备中探测器的中子屏蔽设计和寿命估计提供了重要参数。     

银活化探测系统测量X光机中(γ,n)中子注量实验研究

介绍了一种在144keV～2.5MeV具有较平坦的能量响应的银活化探测系统,它采用特殊慢化体结构.将该探测器初步应用到了12MeV LIA的中子测量中,给出了中子产额的初步结果,中子产额分布在2.6×10~9～3.7×10~9个/脉冲.     

Time Dependent DD Neutrons Measurement Using a Single Crystal Chemical Vapor Deposition Diamond Detector on EAST

A single crystal chemical vapor deposition(scCVD) diamond detector has been successfully employed for neutron measurements in the EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak) plasmas.The scCVD diamond detector coated with a 5 μm ~6LiF(95%~6Li enriched) layer was placed inside a polyethylene moderator to enhance the detection efficiency.The time-dependent neutron emission from deuteron plasmas during neutral beam injection(NBI)heating was obtained.The measured results are compared with that of fission chamber detectors,which always act as standard neutron flux monitors.The scCVD diamond detector exhibits good reliability,stability and the capability to withstand harsh radiation environments despite its low detection efficiency due to the small active volume.     

BNIF-1长中子计数器探测效率的刻度

长中子计数器是在一定的中子能量范围内,中子探测器效率恒定,不随中子能量变化的一种中子探测装置。本工作的长中子计数器为Hanson结构。采用含氢正比计数器与半导体望远镜法,用静电加速器中子源分别为220 keV、500 keV、1.000 MeV、1.403 MeV、3.270 MeV、4.000 MeV与5.000 MeV单能中子束,对本单位制作的BNIF-1长中子计数器进行了刻度。刻度结果表明,在220 keV～5.000 MeV区间,中子探测器效率为2.8810×10^-4（1±4.8%）。     

大面积阵列中子伽马甄别探测器的蒙特卡罗模拟研究

对特殊核材料的检测关乎国土安全,需要一个快速、安全可靠的辐射检测系统。采用Geant4蒙特卡罗模拟软件建立一套基于塑料闪烁体的大面积中子伽马探测系统。研究单根闪烁体晶体不同截面边长、多种层数结构以及不同natGd₂O₃包裹方式等探测器的关键参数,通过调整探测器的响应数目阈值评估探测器的n/γ甄别性能。结果表明,当采用截面边长为6 cm×6 cm的塑料闪烁体包裹25 μm厚的natGd₂O₃、探测器之间放置3 mm厚Pb板以及探测器响应数目阈值设置为3时,阵列探测器可以达到约23%的中子探测效率以及约802的n/γ甄别比。计算结果可对大面积阵列探测器的关键参数优化提供理论依据。     

14.8 MeV中子诱发78Kr(n,2n)77Kr反应截面的测量

快中子诱发(n,2n)反应截面的测量在核反应机制研究和核技术应用等方面有着广泛的应用价值。本文在中国原子能科学研究院的高压倍加器上,基于活化法实验测量了78Kr(n,2n)77Kr在148 MeV能点的反应截面。样品靶为高纯78Kr气体样品,用十万分之一天平称重得到78Kr的质量,将两片高纯93Nb薄片分别固定在样品靶两侧以监测中子注量率。利用T(d,n)4He反应产生148 MeV中子,轰击距中子源约10 cm的样品靶大于4 h后,用准确刻度过效率的HPGe探测器测量活化产物 77Kr和92Nbm的活度。利用蒙特卡罗程序计算中子注量率修正、样品自吸收修正、样品几何修正等因子,得到了78Kr(n,2n)77Kr的反应截面,并将结果与文献值和评价数据库进行了比较。研究结果有助于提高78Kr(n, 2n)77Kr反应截面测量和评价的水平。     

国产Am-Be中子源4.438MeVγ射线与中子强度比值测量

本工作涉及准确测量国产Am-Be中子源发射的4.438MeVγ射线与中子强度比值R＝S_γ/S_n的实验方法。中子源的中子发射率用锰浴法进行比对测量。用Φ75mm×75mmNaI（Tl）探测器测量中子源的γ能谱;用MCNP程序模拟计算中子引起的γ本底和探头的源峰探测效率。实验与理论计算得到的R值符合得很好。综合评价已发表的R实验值,给出了R推荐值为0.575（1±4.8%）。结果表明,R值可认为是Am-Be源的一标志性特征量。     

用散射中子测量管道油垢厚度的实验与模拟

由~(241)Am-Be中子源、锂玻璃探测器和微机多道谱仪等组成的实验装置,测量了不同石蜡(模拟油垢)厚度的散射中子计数.同时用蒙特卡罗模拟,分别对~(241)Am-Be中子源、~(252)Cf中子源和14MeV中子源,计算得到了相似几何条件下,对应于不同石蜡(模拟油垢)厚度的散射中子计数.在模拟计算中,考虑了锂玻璃探测器的探测效率.对实验和模拟计算的结果进行了比较和讨论.     

紧凑型磁质子反冲谱仪磁分析系统的能量刻度

介绍了一种用于多种特定环境下脉冲氘氚聚变中子能谱测量的紧凑型磁质子反冲谱仪的磁分析系统。通过三维粒子输运和蒙特卡罗模拟对磁分析系统性能进行了分析,使用CR-39径迹探测器和多个能量α单能粒子对系统进行了能量刻度。结果表明,磁分析系统具有良好的能量离散与聚焦性能,对给定能量范围的反冲质子,能够以1.5%~2.1%的能量分辨率实现（0.5~1.4）×10^－4的探测效率。     

不同体积聚乙烯样品泄漏中子飞行时间谱测量与模拟研究

采用T(d,n)~4 He脉冲中子源和中子飞行时间法测量了3种不同尺寸聚乙烯样品在60°方向的泄漏中子飞行时间谱。通过3种模拟模型(点探测器简化模型、点探测器复杂模型和环探测器复杂模型),应用MCNP程序分别模拟得到了泄漏中子飞行时间谱,并与实验数据进行比较。结果显示:对于小体积样品(?13cm×6cm),3种模型的模拟数据和实验结果在n-p散射峰符合均很好;对于大体积样品(30cm×30cm×6cm,40cm×40cm×6cm),采用环探测器复杂模型的计算结果更加接近实验值。该研究工作为将来开展大体积样品基准检验奠定了基础。