中子诱发~(241)Pu裂变缓发γ光子谱的计算

开发了裂变缓发γ光子谱计算程序,利用燃耗计算程序获得裂变产物核的积存量,然后对产物核发射的缓发γ求和得到随时间变化的缓发光子谱。通过对n+~(235)U裂变缓发光子谱计算,并与现有国际评价核数据库、现有实验数据比较,验证了程序的正确性。利用该程序计算了入射为热能中子和裂变谱中子诱发的~(241)Pu裂变缓发光子谱,出射缓发光子能量范围为0～7 MeV,并转换为ENDF/B-Ⅵ格式的数据库,补充了中国评价核数据(CENDL-3.X)。由于采用了最新核数据,与国际数据比较,具有一定的先进性。计算结果表明,热中子和裂变谱中子诱发~(241)Pu裂变产生的光子谱比较相似,但有区别,剂量随时间变化的曲线几乎相等,经过3 h剂量衰减到小于0.1%。时间积分的总剂量略有差别,分别为1 667和1 670 keV-bq-s。     

d-T源中子照相装置慢化准直系统初步设计

慢化体准直器是热中子照相装置的关键组件之一,利用铅、铍、石墨等为慢化体的材料,对d-T反应中子源中子照相装置的慢化准直系统进行设计.采用MCNP程序模拟d-T反应快中子在慢化体内的中子慢化输运过程,通过计算得到了满足热中子照相的慢化准直系统的设计方案,给出了经慢化后的中子束各项物理参数.     

关于检测爆炸物的数字化脉冲中子发生器的研制

利用陶瓷制成靶中子管,研制了检测爆炸物的数字化脉冲中子发生器.该中子发生器具有小型便携、数字化控制和远程控制功能,可以产生直流中子、脉冲中子和复合脉冲中子.最大中子产额可以达到2×108个/s,最小中子脉冲宽度为10μs,最大脉冲频率为10kHz.发生器的中子产额和中子时间谱经中国工程物理研究院测试,满足PFTNA中子检测法检测爆炸物的要求.此外,发生器还可以应用于其他中子测试以及工业在线中子多元素分析领域.     

252Cf裂变中子源实时测量瞬发中子的衰减常数

瞬发中子衰减常数是衡量中子链式反应一个不可或缺的参量。针对核裂变系统对瞬发中子衰减常数测量的实时性要求,研究了一种基于252Cf裂变中子源、利用PC平台中子脉冲序列高速实时频谱分析系统的实时瞬发中子衰减常数测量方法。该方法以252Cf源信号作为随机脉冲源和起始信号,利用其中一路探测器通道在高达1GHz采样率下采集获得中子脉冲序列并按多道时间分析器的原理实时进行多道数据转换,得到核裂变系统的瞬发中子衰减图谱,再进行指数的最小二乘曲线拟合得到瞬发中子衰减常数。实验结果表明,利用系统测得的瞬发中子衰减图谱进行单指数最小二乘曲线拟合,获得了瞬发中子衰减常数为1.033μs-1,这为实时测量核裂变系统的瞬发中子衰减常数提供了一种新的途径。     

脉冲中子-中子测井影响因素的数值模拟

利用蒙特卡罗方法建立各种条件下的套管井计算模型,模拟相应的热中子时间谱,进而计算地层宏观吸收截面.模拟结果表明:地层的宏观吸收截面随着孔隙度和含水饱和度的增加而增加,且源距越小、地层水的矿化度和泥质含量越高、套管的尺寸越大、仪器越居中、俘获截面越高的岩性地层条件下,地层的宏观吸收截面值也越大;套管壁厚和水泥环对地层宏观吸收截面没有影响,但套管壁越厚、水泥环厚度越小,热中子总计数越低.利用脉冲中子测井数据确定地层含水饱和度时应对各种影响因素作相应的校正.     

镅铍源硼中子γ测井的可行性

为降低测井成本,用镅铍源取代脉冲中子源,研究在储层已注入硼酸溶液的条件下进行中子γ测井即硼中子γ测井的可行性。用Monte-Carlo模拟技术即通用程序MCNP(3B),计算了该测井方法的俘获γ能谱、俘获γ计数与含水饱和度及源距的关系。得出了俘获γ计数随含水饱和度的增加呈指数规律衰减;井眼对俘获γ计数的影响很小,而且俘获γ计数与地层孔隙度具有良好的相关性。从计算结果看,用镅铍源取代脉冲中子源进行硼中子γ测井是可行的,其适应性强,成本低。     

用MCNPX计算ADS金属靶散裂中子产额及散裂源中子效率

为了分析加速器驱动系统（ADS）中质子束能量对金属靶散裂产生的中子产额及靶内中子能谱、靶表面的泄漏谱的影响,利用MCNPX对ADS的重金属铅靶、钨靶在不同能量的质子束轰击下的中子产额、中子能谱及靶表面的中子泄漏谱进行了模拟计算,与国际上其他研究机构的模拟结果进行了比较,结果相近.并对铅靶、钨靶的中子产额及泄漏谱进行比较,模拟结果是钨靶的中子产额较铅靶的中子产额大但中子泄漏谱计数较铅的小.结合MCNP5还对一个次临界基准体系中散裂源中子相对于裂变中子的效率进行了计算.     

裂缝型铀矿环境中子测井数值模拟

在铀矿地球物理勘探领域,裂缝型铀矿一直是重要的勘探对象之一。通过野外勘探发现,裂缝型铀矿多为黄铁矿、方解石及有机质矿物裂缝中的沥青铀矿以及少量的硅铀、钛铀矿。同时,裂缝结构的存在对测井结果会产生影响,为了准确识别裂缝型铀矿分布状态、分析铀矿含量,对裂缝型铀矿的中子测井响应规律进行研究是十分必要的。基于变化角度裂缝理论,模拟了孔-裂缝介质环境下的铀矿赋存状态,并通过设定不同裂缝参数得到相应的测井响应数据。通过分析结果发现,垂直角度裂缝环境下的热中子密度分布最大值小于水平裂缝环境;垂直角度裂缝环境中的热中子计数明显多于水平角度裂缝环境;裂缝数密度递增前提下,垂直角度裂缝环境下的中子计数值下降幅度明显大于水平裂缝环境。水平角度裂缝环境对热中子的俘获作用更加明显;中子在垂直角度裂缝环境下对裂缝数密度的变化更加敏感。     

慢化体材料对加速器BNCT束流装置中子品质影响研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(BNCT)是一种较好的肿瘤治疗技术,通过慢化得到的超热中子可用于非浅表肿瘤BNCT治疗.本文以2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源为对象,建立了加速器BNCT束流装置模型,采用中子输运程序MCNP研究了慢化体材料对超热中子束流品质的影响.结果表明:采用重水作为慢化体材料可有效的提高束流出口处超热中子水平,对于2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源,超热中子束流水平为0.669×109n/(cm2.s),超热中子与快中子产额比达62.3,基本达到临床治疗所需109n/(cm2.s)的超热中子水平.     

中子多重性数学模型分析及其推证研究

针对中子多重性分析计算方法中存在的问题展开研究,提出了样品铀和钚增殖因子M、样品诱发裂变率F、样品反应率与自发裂变中子发射率的比值α的优化计算方法。首先通过数学分析及推导得出了样品铀的M和F的计算公式,提出更为精确的计算方法;其次运用反证法证明了现有文献关于钚材料的M、F及α计算中存在的问题,订正其纰漏,提出了更容易实现的计算方法。该优化计算方法步骤简明、可操作性强,具有很强的实用价值。     

D-D中子源孔隙度测井的蒙特卡洛模拟

根据D-D反应中子的能谱和角分布数据,建立了D-D中子源模型.根据标准刻度井数据,建立了井模型.采用MCNP程序模拟了D-D中子在井中的输运,给出了热中子相对通量沿轴线的分布和孔隙度探测灵敏度随源距的变化,结果显示对D-D中子源,孔隙度测量零灵敏约在17 cm附近,探测器的适宜布置区间为25～60 cm.根据D-T反应中子和Am-Be中子源的能谱及角分布数据,建立了其中子源模型,通过MCNP模拟,研究了补偿法孔隙度测井时近远探测器中的热中子计数比值R及测量灵敏度S随孔隙度的变化,并与D-D中子源的模拟结果进行了比较,结果显示D-D源有更高的测量灵敏度和更高的中子利用率.     

NEA加速器驱动系统（ADS）基准体系散裂中子相对裂变中子重要性的研究

加速器驱动次临界系统（ADS）在生产能量、增殖核燃料和嬗变高放废物等方面具有良好的应用前景,在国际上受到广泛的重视.在ADS系统的设计中,外源中子相对裂变中子的重要性是影响外源中子利用价值的重要因素.本文通过对NEA加速器驱动系统（ADS）基准体系的MCNP5模拟计算,给出了体系的散裂中子相对于裂变中子重要性的具体计算方法和结果,为ADS系统的研究提供了参考.     

脈冲子源下中子随时间衰减

本文讨论了各向异性脈冲中子源下中子随时间衰减的情况。根据迁移方程,利用球谐张量,导出了一个普遍解的表式。对于单原子的重气体介质,利用抛物柱函数展开法,求得了渐近能量分布及其随时间衰减的常数。     

随钻与电缆脉冲中子孔隙度测井响应差异研究

由于地层模型和测量条件不同,随钻和电缆脉冲中子孔隙度测井响应存在差异,对其响应差异研究可为随钻 测井解释提供理论依据。利用蒙特卡罗方法建立不同地层模型,模拟不同测井环境条件下响应的差异。结果表明,在 随钻测井条件下,热中子计数比值随地层孔隙度增加按三次多项式趋势增加,电缆脉冲中子孔隙度测井响应也具有相 同的规律,但随钻和电缆脉冲中子孔隙度测井响应曲线存在交叉点;随钻测井条件下孔隙度相对灵敏度计算值大于电 缆测井,但随钻测井条件下的钻铤会降低热中子计数统计性,影响孔隙度测量精度;不同测井环境条件对由于其改变 引起的随钻和电缆测井响应差异影响随地层孔隙度增加而减小,岩性、泥质含量和井眼尺寸对随钻测井响应的影响都 大于电缆测井,井眼流体为淡水、油或盐水时对脉冲中子孔隙度响应影响可忽略,井眼流体为气时对电缆测井响应的 影响大于随钻测井。     

脉冲中子煤质分析仪的研制

应用特色产品5×108n/s脉冲中子发生器和上海硅酸盐研究所生产的BGO(锗酸铋)探头建立了脉冲中子煤质快速分析仪样机(MZ-MKFY型),利用多元线性回归解决了多元素的相互干扰问题.应用脉冲快热中子分析技术代替煤炭行业原来使用的化学分析方法,节约了成本,实现了在线分析.     

DPF脉冲中子源中子产额的活化测量研究

活化测量是等离子体焦点 (DPF)中子源的窄脉冲、高注量率中子辐射产额的有效测量方法。为提高活化探测器的测量精度 ,采用了散射中子的屏蔽措施。详细讨论了探测器的标定方法 ,用饱和照射后截止的方法 ,在加速器中子源上给出了 3个探测距离下的标定曲线和标定系数。对标定中的物理问题 ,如探测器死时间对其测量范围的影响、银的两种衰变对标定结果的影响等进行了分析。估计了主要测量误差 ,并提出了实际使用中对散射中子影响的处理方法     

一种水泥生料中子分析装置的设计

本文应用D-D中子发生器作中子源,用铅作伽马射线防护材料,设计出一种水泥生料中子分析装置。利用该装置进行了水泥生料的检测,计算出的CaO、SiO2、Fe2O3和Al2O3质量百分含量精度分别达到0.40%、0.40%、0.50%和0.50%,满足水泥生料检测的要求。     

中子多重性探测器搭建及参数标定

该文介绍了自主设计的中子多重性探测器构成模块和搭建方法,以及相应的参数标定算法。在参数标定过程中,首先使用Am-Li中子源的相关计数率与本底计算率差值趋零化方法,提出了预延迟的标定公式;在均方差最小化基础上建立了三均分算法,进行了中子多重性死时间系数的拟合标定。根据6组252 Cf中子源获取的9个标定参数,利用中子多重性探测器对2个钚金属样品进行了测试,测试结果验证了探测器搭建方法的合理性及参数标定算法的正确性。     

硅二极管脉冲中子辐照效应的研究

对加固Ｐ＾＋ｎｎ＾＋高压整流二极管进行了脉冲中子辐照和热中子辐照。ＤＬＴＳ测量表明，脉冲中子辐照（Φｎ＝８．６×１０＾１３ｎ／ｃｍ＾２）在硅中引入的缺陷主要是双空位Ｅ４和Ｅ２缺陷，氧空位和双空位Ｅ２（Ｖ＾＝２）缺陷强度很低。氧空位密度的降低可归因于辐照缺陷的衰减和再构。脉冲中子辐照引起Ｆｒｅｎｋｅｌ对成份的增加，增加的空位密度致使复杂络合物，例如（Ｏ＋Ｖ２）或（Ｏ＋Ｖ３）缺陷的有效产生。实验结果还     

脉冲中子法检测煤的全水分

给出了利用脉冲中子发生器产生的快中子的非弹性散射[n,n′γ]反应和热中子的俘获[n,γ]反应,对煤的全水分进行分析的原理和方法.采用BGO(锗酸铋)探头作为γ射线探测器,通过多元回归分析方法,较好地解决了元素间的干扰问题.用脉冲中子法测得的全水分分析值与化验值的偏差不超过0.5%.