声核中子测量的屏蔽设计

通过测定声空化核效应实验室各测量点的中子注量率,了解实验室墙壁和地面对出射中子的散射,选定散射中子相对较弱的位置作为声核中子测量点。利用SHIELD程序模拟不同材料的中子屏蔽效果,选用4cm铁和20cm含硼石蜡组成屏蔽体,以降低中子本底。测定影屏蔽及影屏蔽结合BF₃正比计数管环绕屏蔽两种方式下的散射修正因子F_s,提出以统计显著性增量S.S.I≥3/[KF(]F_s[KF)]作为超声中子计数相对于非超声中子计数的增量ΔC是否具有统计意义的判据。     

快中子活化法对声空化核效应的验证

采用纯铜作为阈探测器检测声致核聚变产生的14 MeV中子。根据14 MeV中子与Cu的核反应,选择合适的放射性核素及其特征γ峰作为测量依据。中子辐照时间为50 min,经30 min和198 min冷却,NaI探测器分别测量了超声和非超声下活化铜片的511 keV特征γ峰计数,测量结果显示,采用短冷却时间可测得⁶²Cu的511 keV γ特征峰,γ峰净面积计数增量ΔC均为正值,具有统计意义,在声空化条件下核反应液体中D-T反应产生的14 MeV中子发生率大于在非声空化条件下的;采用长冷却时间可测得⁶⁴Cu的511 keV γ特征峰,ΔC均为正值,具有统计意义,在声空化条件下核反应液体中D-D反应产生的2.45 MeV中子发生率大于在非声空化条件下的。由此验证了声空化核效应（NEAC）,并初步分析了中子成核声空化核效应的机制。     

中子活化分析在环境研究中的应用

中子活化分析是一种核分析技术。本文介绍了近年来国内外利用中子活化分析方法在大气环境及有机氯污染物方面进行的研究工作和应用。     

快中子活化分析检测爆炸物方法研究

叙述了快中子活化法检测隐蔽爆炸物的原理、方法及其优点。采用K-400高压倍加器产生的14MeV快中子对TNT、黑索金、硝胺及土制炸药等4种炸药、10余种常见物品和用土壤层覆盖的TNT样品进行快中子活化分析,测定各种样品的氮氧含量,建立被测物单位质量氮和氧计数率的二维分布,取得了爆炸物识别特征区,并用计算机模式识别方法进行判别。结果表明,此方法误判率和漏判率较低。Monte-Carlo模拟结果显示,在距中子源15m以外,基本无辐射剂量,被测物经检测1h后,总剂量小于环境本底剂量。本方法可用于远程控制快中子活化多探测器阵列检测爆炸物。     

多种粒子成核的声空化核效应研究

0引言自2002年以来,Taleyarkhan等[1-3]采用不同的成核方法进行了声致核聚变(acoustic cavitation fusion,ACF)研究。有关ACF的实验报道,得到了国际科学界的高度重视,也引发了一场至今尚无定论的有关ACF效应的争辩[4-5]。本文回顾本课题组近年来利用快中子、裂变中子、以及α粒子作为成核粒子进行声空化核效应(Nuclear Effect of Acoustic Cavitation,NEAC)的实验研究,阐述不同载能粒子对声核效应的影响。     

中子辐射屏蔽材料PVA/PEO水凝胶的制备及其作用研究

为研究一种新型中子辐射屏蔽材料水凝胶的制备及其对中子辐射的防护作用,应用物理交联法制备不同厚度的单纯和含有金属离子的PVA/PEO水凝胶;利用基于Monte Carlo模拟的SHIELD程序计算不同组分水凝胶对中子输运的影响,以期在理论上证实PVA/PEO水凝胶材料对2.45MeV中子辐射的屏蔽作用;采用BF3中子辐射探测器测量了K-400型高压倍加器发射的2.45MeV中子经过不同水凝胶后的中子通量变化。模拟计算结果显示,随着水凝胶厚度的增加,中子通量和能量逐渐减少;与单纯组比较,相同厚度含金属组中子数和能量减少更明显。BF3探测器测量结果显示,厚度为6—10cm的含金属组的中子通量计数减少的百分率显著高于单纯水凝胶组,辐射屏蔽效率与水凝胶厚度符合线性方程y=-4.51x+86.23,10m厚的含金属离子水凝胶中子通量计数的百分率可减低61.3?。结果表明,高分子聚合物PVA/PEO水凝胶对快中子辐射具有良好的屏蔽作用,含金属组的中子屏蔽效果明显优于单纯组。     

上海嘉定地区大气颗粒物中有机卤

利用中子活化分析法(NAA)研究了2004年11—12月上海嘉定地区大气中总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(PM10)中可萃取有机卤素污染物(EOX)和持久性可萃取有机卤素污染物(EPOX)。分析结果表明,该地区大气中EOX的质量分数(w)顺序为EOCl EOBr>EOI,EOCl均占到EOX的87%以上,说明大气中有机卤素污染物主要为有机氯污染物;TSP中六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)和多氯联苯(PCBs)的平均质量浓度分别为7.4,30.4,21.9 pg/m3,PM10中的平均质量浓度分别为3.7,19.5,13.1 pg/m3。TSP和PM10中,(ρ(p,p’-DDE) ρ(p,p-’DDD))与ρ(p,p-’DDT)的质量浓度比值范围分别为0.8~2.3和0.9~4.4,说明大气中DDTs主要来自历史的残留,同时发现上海嘉定地区大气中新近有DDTs的输入。TSP和PM10中分别约有59%~93%和33%~69%的PCBs为五氯至八氯取代物。     

SND-S1型液体闪烁体光输出的能量响应

采用不同能量的γ射线标准源及D-D、D-T核反应的单能中子源分别测定了新型液体闪烁体SND-S1的光输出随粒子能量的变化,采用Monte-Carlo程序Penelope模拟计算了¹³⁷Csγ射线的能量分布谱,最大康普顿电子能量的计算值和实验值相差2.7%。将实验结果与文献值作了比较,能量低于3MeV时,符合较好;能量高于6MeV时,略有差别。结果表明,液体闪烁体的光输出与电子能量呈线性正比关系,而与中子能量呈非线性关系。     

声空化核效应实验的中子探测系统

设计建立了用于声空化核效应的中子测量系统,该系统由ST-451液闪探测器和BF₃正比计数管组成,各中子谱仪的仪器精度<2.42%,并导出BF₃正比计数管的中子探测灵敏度计算式。利用高压倍加器氘离子轰击D-Ti靶产生的2.45MeV中子,对BF₃计数管进行探测灵敏度标定。利用BF₃正比计数管测量声空化核效应实验的声核中子,由此估算有效中子发生率为7.0×10⁴～8.0×10⁵s^-1。     

同粒子成核的声空化核效应分析

本文利用2.45 MeV的快中子和5.5 MeV的α粒子作为成核粒子进行声空化核效应（NEAC）的实验研究。实验测得,超声期间的中子计数大于非超声期间的中子计数,计数差具有统计意义。并测定了实验前后的测试液氚含量,发现实验后液体中氚含量大于实验前。实验结果显示了不同粒子成核的NEAC。从载能粒子与物质相互作用的角度,用解析式估算比较两种粒子在水中的射程,阐述快中子成核与α粒子成核的特征,根据实验结果探讨两种载能粒子在NEAC中的作用。