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等效电子源空腔能量沉积的蒙—卡计算及实验测量

人类一直受着天然电离辐射源的照射(如环境照射),并且随着人类核活动的增加,人类也受到不同程度的人工辐射源的照射(如职业照射和医用治疗照射)。辐射应用对人类生活有着重要的影响。但只有合理利用才能造福人类,因此正确确定剂量显得十分重要。用剂量计测量剂量是主要和常用方法。从剂量计工作原理来说,应用最广的是空腔电离理论。从Bragg-Gray理论、Spencer-Attix理论、等效电子源理论、Burlin模型和Kearsley模型,逐步完善的空腔电离理论使空腔电离理论应用于剂量计的设计和辐射计量上更准确。等效电子源理论的提出至今已有40年了。这是一个把空腔电离作为输运问题来解而导出的在理论上近乎完美的结论。在国际学术刊物上发表后,也曾受到各国同行的重视。然而,这一理论的实际应用却和它理论的完美很不相称。这一方面固然是由于以等效电子源表达式为基础的剂量计算过程颇为复杂,特别在复杂的几何条件下,等效电子源在空腔中产生的电离量是一个非均匀介  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国原子能科学研究院
中国原子能科学研究院

核设施环境辐射连续监测的高气压电离室研制中若干问题的研究

建立核设施环境γ辐射连续监测系统的目的在于实现环境常规γ辐射、核事故早期报警及核事故应急的监测。本研究选用高气压电离室型探测器建立核设施环境γ辐射连续监测系统,在高气压电离室研究及应用的基础上,开展提高空气吸收剂量率测量准确度和灵敏度,改善能量响应特性,降低能量探测下限,拓宽量程等问题的研究。研究采用理论计算和实验验证相结合的方法,其中理论计算采用蒙特卡罗方法(以下简称M-C方法),实验在国防科工委放射性计量一级站(以下简称计量站)标准辐射场进行。采用M-C方法的目的是进行电离室响应的模拟计算,通过对壁材料、壁厚度、气体材料、充气压力、收集极、电离室体积、形状、屏蔽材料、屏蔽厚度面积等因素对电离室响应影响的大量模拟计算,研究改善电离室特性。选用MCNP4B程序完成M-C方法计算,MCNP4B程序具有程序简便,图形输出的特点。在标准辐射场进行实验的目的在于:(1) 在连续谱过滤x辐射系列低能标准辐射场、钴(~(60)Co)、铯(~...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

《核技术》2016年12期
核技术

电流模式下微型裂变电离室参数对探测性能的影响

中国科学院战略性先导科技专项(No.XD02001003)资助裂变电离室的内部涂有一层裂变材料并充以不同的可电离的气体,由中子和裂变材料发生核反应产生的裂变碎片引起内部气体电离,正负离子在电场作用下,给出电信号,从而达到测量中子的目的。由于外加电场的电压不同,所形成的电信号特性不同。对于电离室,其输出的电流信号随电压变化的曲线有三个典型的特征区域,分别为:复合区、饱和区以及雪崩区[1]。其中,裂变电离室工作在饱和区,饱和区的电压范围越大,探测器的性能越好,而电离气体的复合速率系数和电离系数的增加会使复合区和雪崩区更加明显,相应地,饱和区电压范围就会变小。影响复合速率系数和电离系数的因素有很多,如气体成分、温度、外加电场以及电离度等。除了气体的影响外,探测器的阴极、阳极尺寸和灵敏区长度也对饱和区范围有影响。微型裂变电离室通常应用于反应堆堆芯区域,即中子通量密度和温度很高的环境中,又因为其尺寸小,因此对这些参数更加敏感。本文在已有工...  (本文共4页) 阅读全文>>

《核电子学与探测技术》2014年09期
核电子学与探测技术

小型平板铀裂变电离室研制

核裂变法是探测中子主要的方法之一,它是利用中子与重核作用发生核裂变,通过记录重核的裂变碎片来探测中子。裂变电离室直接记录裂变碎片,得到裂变计数[1],通过裂变计数推算可以获得裂变反应率或中子注量率。根据应用目的的不同,国内外有关研究单位制作过多种裂变室,如中国原子能研究院[2]研制了252Cf快裂变室用于飞行时间谱的测量,中核(北京)核仪器厂研制了长短不一的圆筒形裂变室用于核反应堆的监测,国外CEN-TRONICGS公司研制的笔形裂变室已在中子学积分参数的研究中得到了应用。本单位也曾研制过Φ30 mm的平板型铀裂变电离室,并用于中子注量率测量及中子学积分实验研究[3]。在新的中子学研究需求中,探测器工作空间非常狭小,而上述裂变室无论是圆筒形还是平板型都因体积较大而无法应用。因此,为满足特定实验条件下狭小空间内的积分实验测量,需研制体积更小的平板型裂变电离室。1裂变电离室中子注量率测量原理裂变电离室的中子探测是靠中子和裂变材料原子...  (本文共4页) 阅读全文>>

《原子能科学技术》2013年09期
原子能科学技术

用于n/γ混合场测量的涂硼电离室研制

近年来,中子探测在核试验内测量、工业核测控仪表、环境辐射本底监测、核反应堆测控和空间探测等方面得到广泛应用,中子探测的研究变得越来越重要[1]。中子的产生往往伴随着大量的γ射线,如用于反应堆外监测的电离室一般能同时对中子和γ响应,但这些对γ射线响应的信号不能反映反应堆的功率,因此,常用具有γ补偿的中子探测器进行中子监测[2]。BF3管广泛用于热中子探测,但由于其对环境有潜在危害,将被逐渐淘汰,人们将固体硼涂抹在气体探测器电极表面来实现中子探测[3-4]。目前,国内外均有厂家在研制硼电离室,尤其是γ补偿硼电离室,如中核(北京)核仪器厂研制的DL123型六节中子涂硼电离室[5]和BZD-4圆柱形补偿硼膜电离室[6]、中国原子能科学研究院的堆用THDD-90型中子电离室[7]、Alex等[2]的具有γ补偿的圆柱形硼电离室和多层平行板硼电离室[8]。本文结合圆柱形和平行板电离室涂硼的特点,设计研制一种具有γ补偿的圆柱形硼电离室,并用Am...  (本文共5页) 阅读全文>>

《核电子学与探测技术》2012年06期
核电子学与探测技术

圆柱形电离室的能响补偿

气体电离室是核科学技术发展早期就出现的一类辐射探测器。由于电离室结构简单、使用方便,目前仍被广泛应用于环境放射性监测、强辐射场测量以及工业应用等领域。在强γ辐射测量中,综合考虑电离室的性能,如焊接密封性、机械性能、防潮、抗腐蚀性以及加工工艺等,电离室室壁一般选用优质合金钢材料,钢既不是空气等效材料,又不是组织等效材料。在强γ场所监测中,将钢质电离室用于空气比释动能(率)或周围剂量当量(率)的相对测量时,电离室对不同能量的光子的响应并不一致,在200 keV以下存在过响应问题。如图1所示,是未进行能响补偿时I,-2型电离室的能量响应曲线(I-2型电离室为工作在电流状态下的圆柱形电离室,工作气体为氮气,室壁为不锈钢,灵敏体积为1 L)。因此,能量响应是电离室设计和使用中必须考虑和解决的问题[1]。针对I-2型电离室,研究了电离室的能量响应特性。电离室的灵敏度和能量响应曲线可以由实验测量得到,也可以通过理论模拟计算的方式实现。在实验测...  (本文共4页) 阅读全文>>