寬譜中子劑量當量及注量探頭優(yōu)化設計.pdf

1、本文設計了一個球形的中子周圍劑量當量儀探頭,該探頭的結(jié)構(gòu)包括球形3He正比計數(shù)器、聚乙烯慢化體、鉛層、鎘層、以及空氣通道等。其中鉛層與鎘層結(jié)構(gòu)以探頭中心為球心同心分布,空氣通道沿探頭徑向規(guī)則分布。利用MCNP4C程序優(yōu)化了探頭的直徑,空氣通道的數(shù)量、直徑及位置,鎘層位置與厚度,以及鉛層位置與厚度等參數(shù),得到了探頭理想的能量響應曲線。其相對能量響應近似落在2因子區(qū)間內(nèi);探頭在5.0keV能量附近的能量響應高估2.04倍,在0.2MeV能量

2、附近的能量響應低估0.42倍。模擬計算探頭在寬譜中子輻射場中的能量響應,得到其相對能量響應變化范圍為0.55-1.05倍;經(jīng)修正后探頭對寬譜中子的中子周圍劑量當量估算偏差小于±31％。
　　本文還設計了一種應用于輻射工作場所中子注量率測量的探頭。該探頭外形也呈球形,其主要結(jié)構(gòu)包括球形3He正比計數(shù)器,空氣通道,內(nèi)外鈾層,以及屏蔽鉛層等。通過優(yōu)化探頭直徑,空氣通道直徑,以及內(nèi)外鈾層的位置、厚度與235U濃度等參數(shù)后,得到的優(yōu)化的能量

3、響應曲線,其能量響應最大值與最小值比值在熱中子到2.0MeV范圍內(nèi)為1.35倍,在熱中子到20.0MeV范圍內(nèi)為2.40倍。計算得到探頭的角響應偏差在熱中子到20.0MeV范圍內(nèi)小于±15%。對寬譜中子的能量響應計算結(jié)果表明,探頭對寬譜中子的相對能量響應介于0.8-1.6倍之間;經(jīng)修正后的中子注量率估算偏差小于±33%。隨后利用FLUKA優(yōu)化了探頭對高能中子的能量響應。改進的措施主要包括減小屏蔽鉛層的厚度,減小鈾層的厚度及其235U濃度