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。     

利用转化体实现THGEM在高能γ射线测量中的研究

为提高厚型气体电子倍增探测器对高能伽马射线的探测效率,研制高Z材料的光电转化体,将伽马射线转化为电子后测量。通过研究设计了多孔铅型的光电转化体(孔直径1 mm、孔间距1.2 mm),理论计算其光电转化效率为6%。并结合转化体和单模THGEM探测器建立探测系统,测量662 keV伽马射线。结果显示,含转化体的THGEM探测系统对662 keV光子探测效率达到了3%,说明转化体对于提高探测效率是有效的;同时分析探测效率略低于转化体光电转化率的理论计算值6%的主要因素为探测器外结构膜窗对低能光电子造成的损失。     

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)束流注入区辐射场研究

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)正负电子束流注入阶段的束流损失,影响储存环束流注入区及防护区辐射场。本文利用束流损失监测系统(BLM系统)分析了束流注入阶段注入区束流损失的位置和束流损失率,并结合FLUKA软件模拟计算对撞实验模式下束流注入阶段注入区的辐射场。结果表明:注入阶段注入区及其下游束流损失明显;辐射场内粒子能谱情况是中子为宽能谱且各向同性,切割磁铁 (铁靶)出射蒸发谱峰窄,峰值约为0.9 MeV,直接发射谱不显著;真空管(铝靶)出射蒸发谱峰宽且直接发射谱显著,峰值分别为4 MeV和20 MeV;光子能谱峰窄且前向性明显,能量在5 MeV以下分布集中;中子与光子剂量率水平相当;注入阶段比非注入阶段剂量率高约2个数量级;对撞实验模式下,实验测量整个运行阶段储存环光子剂量率平均水平约为1 000 μSv/h,中子剂量率比光子剂量率低1个数量级。     

测量BEPCⅡ直线加速器隧道内的瞬发辐射场

BEPCII直线加速器脉冲流强大且脉宽小,束流损失造成的辐射场是一个占空因子很小、辐射水平很高的瞬发辐射场。丙氨酸/ESR作为一种大剂量辐射场探测方法,本文首先实验刻度丙氨酸剂量计,用于隧道辐射场实验测量,并结合MCNP软件模拟计算校正测量结果。结果表明,束流注入阶段,e+靶区中子含量高,与光子通量比为3.7,光子剂量率0.94 Gy/h,中子剂量率范围8.2~16.4 Gy/h。其他区域(除e+靶区),中子含量少,基本忽略中子剂量率,且因束损不均匀导致剂量水平空间差异较大,剂量率范围0.1 Gy/h至十几个Gy/h,相差达两个数量级。     

高能同步辐射光束线站轫致辐射吸收器设计

在建的北京高能同步辐射光源是一个储存环电子能量6 GeV、流强200 mA的同步辐射光源。轫致辐射吸收器是光束线站中位于第一光学棚屋内的长方体铅或钨块,用来阻挡来自直线节的气体轫致辐射。基于工程材料线站的实际布局,使用蒙特卡罗软件FLUKA模拟计算了高能同步辐射正常运行工况下气体轫致辐射在第一光学棚屋内产生的散射光子和光核反应中子的能谱和角分布。结果表明:轫致辐射吸收器可以很好的阻止气体轫致辐射的传播,但产生的光核反应中子较难被棚屋铅墙屏蔽,根据光核反应中子的分布,设计了铅和含硼聚乙烯组合屏蔽的方式,有效地降低了第一光学棚屋内外的中子剂量当量率。