基于緊湊型中子發(fā)生器的快中子照相準直屏蔽系統(tǒng)模擬與設(shè)計.pdf

1、快中子能量高，具有穿透能力強的優(yōu)勢?？熘凶诱障嗄軐^厚物品進行成像檢測，具有更為重要的應(yīng)用價值，采用緊湊型中子發(fā)生器開發(fā)小型化可移動式快中子照相系統(tǒng)是重要的發(fā)展方向。準直屏蔽體設(shè)計是需要研究的關(guān)鍵問題之一，本論文基于緊湊型D-D/D-T中子發(fā)生器，分別了開展了D-T和D-D快中子照相準直屏蔽體系統(tǒng)的模擬與設(shè)計研究。
　　根據(jù)D-D/D-T反應(yīng)產(chǎn)生中子的能譜和角分布數(shù)據(jù)，以及緊湊型中子發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和材料，在MCNP中建立了模擬模型，

2、開展了緊湊型D-D/D-T中子發(fā)生器中子/γ輻射場的模擬研究。結(jié)果顯示，緊湊型中子發(fā)生器結(jié)構(gòu)材料對中子的慢化、散射和吸收會對中子/γ輻射場產(chǎn)生明顯影響，中子發(fā)生器中子輸出窗方向影響最小，中子通量最高，中子單能性最好。
　　采用MCNP程序，通過中子/γ輸運模擬，完成了基于緊湊型D-T反應(yīng)中子發(fā)生器的快中子照相準直屏系統(tǒng)的物理設(shè)計，長方體準直屏蔽體外部尺寸為：長248cm×寬178cm×高178cm，采用35cm-Fe+35cm-P

3、E（含8％10B）+4cm-Pb的復(fù)合屏蔽方式。開展了中子束特性參數(shù)的模擬研究，在樣品平面上直徑18cm照射野范圍內(nèi)，準直中子束相對于單位源中子的注量約為5.24×10-6cm-2，能量大于10MeV的快中子約占88.17%，中子注量不均勻度約為5.40%，能滿足快中子照相對中子注量率的基本要求，準直中子束有較好的平行度。
　　采用MCNP程序，通過中子/γ輸運模擬，完成了基于緊湊型D-D反應(yīng)中子發(fā)生器的快中子照相準直屏系統(tǒng)的物理

4、設(shè)計，長方體準直屏蔽體外部尺寸為：長164cm×寬96cm×高83cm；采用30cm-PE（含8%10B）+3cm-Pb的復(fù)合屏蔽方式。開展了中子束特性參數(shù)的模擬研究，樣品平面準直中子束相對于源中子的中子注量約為2.42×10-5cm-2，中子和γ注量比值約為8，在直徑Φ6cm照射野范圍，準直中子束的中子注量不均勻度約為6.55%，滿足中子照相中子注量不均勻度不大于8%的基本要求，且準直中子束中主要為能量大于2MeV的快中子，準直中子束

5、有較好的平行度。
　　開展了D-D/D-T中子發(fā)生器準直屏蔽體外輻射劑量的模擬研究，結(jié)果顯示,在D-T中子發(fā)生器準直屏蔽體的準直中子出射面，距離屏蔽體一米處的束斑區(qū)域中子平均劑量率為2.03×104μSv/h，其他區(qū)域的中子平均劑量率為97.86μSv/h，即需要增加準直屏蔽體的厚度。D-D中子發(fā)生器準直屏蔽體外一米處的束斑區(qū)域的中子平均劑量率為263.62μSv/h，其他區(qū)域的中子平均劑量率為7.96μSv/h；屏蔽體的整體屏蔽