252Cf中子分布条件下的中子探测效率测量
平板型微252Cf源在核物理实验中的应用

关 键词: 2 Cf 源; 裂 52 变室; 辐照真 空靶室; 核激励室
中图分类号: TL811. 2 文献标识码: A
1
引
言
(1 5 C 裂 片 测 接 )22 f 变碎 探 效率 近100%, 22 5Cf
2 2 是一 半衰 5 Cf 种a 期2.638a、 发 半衰 源纯度高、载量少、厚度均匀、自吸收少。 自 裂变 (2)时间响 应快, 利于准确定时。 以 期85.5a 的 放射 位 人造 性同 素。22 源的 5Cf 有效半 (3)对强a 粒子有很强的抑制能力。 衰 期为2.66a, 22Cf 源能 射a 粒子、 变碎片、 5 发 裂 根据以上要求, 裂变室采用了微型平板电 离 中 子和7 射线, 其中, 变 和中 裂 碎片 子在时间 上 密封外壳由很薄的不锈钢或者铜壳制成, 是 关联的。 5 Cf 源 用 除了 利用射线 室结构。 在2 2 使 上, 直接 22 平 置于 侧, 5Cf 板源 一 并与一 外壳电 侧 连接,与 的辐照效应以及与物质相互作用发光外,还利用
金 宇, 李建胜, 周浩军, 宋凌莉, 张 翼
( 中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳,621900; 国家核技术工业应用工程技术研究中心,四川绵阳,621900 )
摘要: 简要叙述了 板型微25 源在中 平 2Cf 子物理、 抗核加固以 及核泵浦激光实验中的 应用情况, 着重介绍
了实验装置中真空室的设计特点以及与各种实验相应的测试系统。
真空室 3 部份组成。根据不同的实验要求, 需要
Orter 1 42B前 放大 2 Cf 微型 变 结 置 器。s2 裂 室的 构
如图 1 所示。
实验表明: 研制的2s2 裂变室在时间 Cf 特性、
抑制 。 粒子能力和探测效率等方面很好地满足了 中子物理实验要求。表 1给出了国内主要研制单
252Cf裂变γ射线伴随飞行时间法刻度液体闪烁体中子探测效率

252Cf裂变γ射线伴随飞行时间法刻度液体闪烁体中子探测效率任杰;聂阳波;阮锡超;黄翰雄;李霞;张凯【摘要】宏观检验实验是检验核数据正确性的重要实验方法之一.液体闪烁体中子探测器是中子核数据宏观检验实验中快中子能谱测量的主要探测器,其探测效率曲线的准确性关系到实验结果的精度.本文采用252Cf中子源的伴随γ射线和飞行时间法测得了液体闪烁体对2.0~10.0MeV中子的相对探测效率曲线,同时利用飞行时间法和400kV脉冲中子发生器的d-D反应中子源测得了2.9MeV单能中子的绝对探测效率.将相对探测效率曲线归一到单能点的绝对效率,得到探测器在这一能区的绝对探测效率曲线.使用蒙特卡罗程序NEFF模拟相同参数的液体闪烁体探测器对10.0MeV以下中子的探测效率曲线.最后将实验结果与模拟结果对比,结果表明实验得到的探测效率曲线合理、准确.%The benchmark experiment is one of the important experiment methods for verifying the nuclear data.Liquid scintillator detector is the main detector used in the neutron nuclear data benchmark experiments,and the accuracy of the experiment results is affected by the precision of the detection efficiency of the detector ing time-of-flight method and a 252 Cf neutron source, the neutron relative detection efficiency curve of the liquid scintillator was measured in 2.0-10.0 MeV energy region.And the absolute detection efficiency of mono-energetic neutrons was also measured at 2.9 MeV with the time-of-flight method and the d-D reaction neutron source.After normalizing the relative detection efficiency curve to the absolute detection efficiency at 2.9 MeV,the absolute detection efficiency curve inthis energy region was obtained.The calibrated detection efficiency of the liquid scintillator was also compared with the calculation result of the Monte-Carlo code NEFF,and good agreement was obtained.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2018(052)002【总页数】6页(P215-220)【关键词】探测效率;液体闪烁体;飞行时间法;蒙特卡罗模拟【作者】任杰;聂阳波;阮锡超;黄翰雄;李霞;张凯【作者单位】中国原子能科学研究院核数据重点实验室,北京 102413;中国原子能科学研究院核数据重点实验室,北京 102413;中国原子能科学研究院核数据重点实验室,北京 102413;中国原子能科学研究院核数据重点实验室,北京 102413;中国原子能科学研究院核数据重点实验室,北京 102413;中国原子能科学研究院核数据重点实验室,北京 102413【正文语种】中文【中图分类】O571.5有机闪烁体被广泛应用于基础科研、核医学、核安全等领域,其成本较低且可加工成各种形状和尺寸。
利用 252Cf快电离室裂变γ射线测量NaI(TI)定时精度

连接。C 快电离室 时,∞ g N IT1 驼 f 去掉2 a( ) 探测器输 " 佃
1 3 4
出信号, O T C 49型精密脉 冲发生器的 用 R E 1
图 1 测 量 方 法 框 图
12 l . s l 。按照以上方法 , 采用 Na( 1 IT ) 探测器, 将闪烁体 中心置于距离。C 镀片中心 10c f 0 m
步信号在 多道 中的尖 峰测 量结果 为, WH F M ∞ 蛎 % 11 道 , . 7 对应时间宽度 0 1 s表明电子学系 . 2n , 统的定时精度 良好 。" H 眈 N I ) 测器加 载 +60V 高压后 , a( 探 T1 0 用
第3卷
6月
核 电子学 与探 测技术
Nu l r lcrnc c a eto i e E s& Deet nTeh oo y tci c n lg o
Vo O No 6 L3 .
J n 2 1 ue 00
利 用2 C 快 电离室 裂变 射 线 5 f 2 测 量 Na ( I定 时精 度 IT )
液体闪烁探测器 和 Na( ) IT1 探测器 , 7峰的 F WHM 分别 为 12n 和 17n , IT1 . s . s Na( ) 探测器 的定 时精度
F Ⅵ M 能够达到 3 5I 。 . ¥ 1
关键词 : IT ) 闪烁探 测器 } f电离室 ; 时精 度 Na( I; 蹴C ; 定
1 测量方法
利用 C 快 电离 室裂变 7射线测量 N I 。f a ( 1 时精度的方法如 图 1 T) 定 。测量过程是 : 利 用核素。C 自发裂 变同时发射两个裂变碎片、 f 。
晶体是一种有悠久历史 的典型无机 闪烁体, 因
实验测量CFBR-Ⅱ堆启动Am-Be中子源的初始增殖倍数

实验测量CFBR-Ⅱ堆启动Am-Be中子源的初始增殖倍数杜金峰;李俊杰;艾自辉;刘贲;周浩军;郑春【摘要】由于CFBR-Ⅱ堆原启动中子源252Cf源半衰期较短,中子发射率已降低至无法满足使用要求,因此采用半衰期较长的Am-Be中子源替代.通过分别测量252Cf源与Am-Be源在裸源情形下的计数率以及处于活性区中心时引起的泄漏中子计数率,建立比例关系,借助于2s2 Cf源对应的初始增殖倍数间接给出了Am-Be 源对应的初始增殖倍数,为反应堆运行提供参数.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2013(047)004【总页数】5页(P619-623)【关键词】中子源;增殖倍数;计数率;反应性【作者】杜金峰;李俊杰;艾自辉;刘贲;周浩军;郑春【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳 621900【正文语种】中文【中图分类】TL375.5反应堆运行时通常配置一定强度的启动中子源,通过源的倍增保证在次临界下系统状态得到监测,另外可在由意外导致超临界时,控制总裂变数,还可通过测量外中子源的增殖倍数(倍增因子)来获得次临界反应性。
特别是频繁启动的临界装置(如 CFBR-Ⅱ堆[1]),每次启动前,均需先引入外中子源。
CFBR-Ⅱ堆使用的启动源是252 Cf自发裂变中子源,该源的能谱接近裂变谱,从根据增殖倍数获得次临界反应性角度看是较理想的外中子源,但由于其半衰期(2.65a)较短,其中子发射率很快降低,使其使用时间有限。
为此,考虑用Am-Be中子源作CFBR-Ⅱ堆的启动中子源,选择一俄罗斯生产的、标称中子发射率为1.0×106 s-1的Am-Be中子源,其最大的优势在于半衰期(432a)相当长,在脉冲堆整个寿期内根本无需更换。
252Cf中子活化水泥元素在线分析仪应用中的辐射安全浅析

收稿日期:2019-03-23作者简介:沈泽飞(1988-),男,汉族,云南省昆明市人,从事辐射环境监测工作。
252Cf中子活化水泥元素在线分析仪应用中的辐射安全浅析沈泽飞(云南核瑞环境检测有限公司,云南昆明650034)摘 要:对252Cf中子活化水泥元素在线分析仪进行γ辐射空气吸收剂量率及中子剂量当量率监测,根据监测结果估算职业人员年受照剂量。
监测结果表明,该仪表周围辐射剂量率满足含密封源仪表的放射卫生防护要求限值,个人受照剂量满足职业人员年剂量限值。
关键词:252Cf中子;γ辐射空气吸收剂量率;中子剂量当量率;辐射安全中图分类号:X837 文献标志码:A 文章编号:1673-9655(2020)增-0143-03 近年来,伴随科技的日益发展与迅速普及,放射源已在我国工业、农业及医疗等领域获得普遍应用,其中密封放射源在工业中的应用提高了产品质量及工业自动化程度,为经济建设与发展带来了可观效益。
但是其带来的辐射环境安全隐患也不可忽略,尤其是存在多种射线的密封放射源(如252Cf)的核技术利用项目,无论从仪表自身的辐射防护,还是个人受照剂量防护,均应引起高度重视,避免由于使用、管理不善使放射源对环境造成污染,对职业人员及公众造成危害,因此对含密封源仪表的辐射环境监测显得尤为重要。
252Cf中子活化水泥元素在线分析仪由中子源放出平均能量为2 13MeV的快中子,快中子被测量装置慢化为热中子,热中子照射水泥物料并与物料中各元素原子核发生热中子俘获反应,放射出不同能量及强度的特征γ射线,通过检测特征γ射线的能量辨识物料中元素的种类,通过检测特定能量γ射线的强度得出元素含量。
252Cf在放射中子的过程中,同时伴随γ射线,因此,在监测过程中必须对γ辐射空气吸收剂量率及中子剂量当量率进行监测,在考虑防护方面需要同时考虑中子防护及γ射线防护。
1 监测的内容和方法1 1 监测内容γ辐射空气吸收剂量率;中子剂量当量率。
某三代堆初级中子源容器性能分析及设计优化改进

调整到改进 4 型为最优,同时满足行业标准要求。
接触剂量率达到 6. 6 μSv / h,远低于行业标准中
25 μSv / h 的要求。
1. 3 技术性能指标
在含硼聚乙烯屏蔽厚度达到 16. 8 cm 同时,
增加 5 cm 铅,对 γ 射线额外加以屏蔽。 可以把接
触剂量率降低 6. 6 μSv / h,相当于原厂的 0. 53%。
5. 00
10. 00
类型
原厂
含硼聚乙烯( cm)
0. 80
高密聚乙烯( cm)
42. 25
42. 25
42. 25
42. 25
123. 2
65. 8
35. 2
4. 6
3. 4
4. 77%
0. 53%
铅( cm)
5. 00
增加含硼聚乙烯尺寸( cm)
接触剂量率( μSv / h)
与原厂相比降幅
中子
伽马
大幅降低了屏蔽容器外部辐射水平,满足行业标
准。 可有效控制运输和安装转运期间的辐射剂
10. 80
244. 9
22. 51%
20. 80
20
54. 8
16. 80
42. 25
21
3. 2
量,降低了安全风险。 于此同时,考虑到含硼聚乙
烯和铅的材料价格并不高,并且体积没有大幅增
大的情况下,成本非常有限。 本次设计改进一定
规定 “ 为了容易运输和装卸,运输
求更高,也存在 KRT 设备的异常报警或联动风
某三代改进型压水堆的初级中子源使用的是
随着三代技术国产化的推进,造价昂贵的初
499—2004)
[3]
三组中子源棒,每颗出厂含量为 1 387 μg,在启动
252Cf快电离室在核物理参数测量研究中的应用

和电 室整 离 体分布电 大 一 用22 自 容 小, 般 5Cf 发裂
变7 射线飞行时间 半高宽表示。 谱的
目 文 前, 献报道 拥有2 2 快电 室的 美国 5Cf 离 有 橡树岭实验 ,4 、 国 子能 研究院5 室[1 1 中 原 科学 [ ]和中 国工程物理研究院核物理与 化学研究所[6-8 北 1, 京大 学重离 子物理 所 使用 2 2 电 研究 也曾 5 Cf 离室
中图分类号: TL811. 2 文献标识码: A
引 言 2 2 快电 5 Cf 离室作为中 子发射源, 可以通过探 测裂变碎片给出中子发射时刻信号,尤其是采用 1
测效率都很高, 接近 100%。由于。 粒子和裂变
碎片 在工作介质中的 射程不同 2.2 : 1), ( 并具有不 同 dEldX 形 [3 因 只 离 极间 的 状[ 1, 此, 要电 室 距和
「 . l
3
飞行时间测量及探测效率标定 应用 22 快电 5Cf 离室能够方 准 地 便、 确 测量
N (E;) =
P 、(ti)一 N 。 艺 ;(t;)
厂 l s e s e s . e 门 s e 1 s e s e s e L
e s X 几 1 胜 , -
22 自 裂变中 5Cf 发 子和, 线的 行时 谱。5Cf 射 飞 间 22
上得 计数足 到 够的 22 自 裂变中 5 Cf 发 子和, 射线
的飞行时间 谱。由 于自 发裂变中子、, 射线人射 探测器时刻和 2 2 自 5 Cf 发裂变时刻具有一定的时
基于Elman神经网络的252Cf源核系统随机中子脉冲信号识别方法

中 图分 类 号 : TL 9 9
核 军控核 查 的关键 在 于对 核 材 料 属性 进 行 准 确 、 效 地 识 别 。 C 有 ] f中子 源 驱 动 噪 声 分 析 测量 法 指 出, 当 。 f 自发 裂变 的 中子 与 核材 料 相 互 作 用 时会 产 生 诱 发 裂 变 中子 。对 诱 发 裂 变 中子 脉 冲信 号 进 行 采 c源
中子 裂变链 。采 集 裂变链 的数 据 , 以得 到 不 同测 量通 道 中的粒 子在 时 间上 自相 关 和互相 关 的特性 , 可 以及信 号
功率谱 密度 等特 征 。这些 特性 与核 材料 的 同位素成 分 、 量大 小及 结 构形 状 等 属性 密 切 相关 。通 过计 算 分 析 质 各通 道 的 自( ) 关 函数 、 互 ) 互 相 自( 功率 谱密 度等 时频 参数 , 以有效 刻画 或反演 核 材料 的物质 质量 及 内部结 构 可
等属 性 , 进而 达到 对 内部 物质 进行 识别 的 目的 。
以功 率谱 密度 分析法 为 原型 , 构成 如 图 1 所示 的核信号 测量 系 统 。其 中 , C 源 为激 励 源通 道 , 应探 测 f 弛 对
器 1 称为通 道 1 自发 裂变 中子 作用 于核 材料 , , 。 产生 的诱 发 中子信 号分 别被探 测 器 2和探 测器 3所探 测 , 分别 称 为通道 2和通道 3 。对 上述 3路 中子 脉冲信 号 同 时进 行 高 速数 据 采集 , 采样 频 率 为 1(Hz 出现 中子 脉 冲 ; 。 的时刻记 为“ ” 无 脉 冲则记 为“ ” 由此 , 可得 到 c 源 及 其诱 发 中子 信号 的时 间 分布 , 由“ ” “ ” 成 1, o, 便 。f 即 0 和 1组 的信 号序 列 。随后 , 对采 集后 的数 据利 用分 块相 关法 ( T算 法 ) B 及周 期 图法进行 相 关和 功率谱 计算 ¨ 】求 出功 , 。
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4 0 V 能 量 范 围 内, 最 可 积 能 量 在 0 5 . Me 其 . 3 0 V 之 间 。拟合 的。 f 温 度 为 T一 . Me 驰C 核
而在众多核反应中n2n沁3n等中子倍增的核反应其出射中子的分布也类似于maxwell分布因此对于探测器在252cf中子源条件下的本征探测效率的实验测量对于探测器对帆2n3n中子探测效率的定性及定量分析也具有重要意义
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第 2卷 8
20 0 8年
第1 期
子 学 系统 框 图示于 图 2 。由 P D,F S C D和 TAC
减进行了拟合 , 其表达式为:
£E )= ( ^
1 0 7 ep 一 . 5 8 x (E / . 3 3 ) 0 1 8 ( ) 0 4 5 2 + . 7 8 1
式 中 : 小中子 阈能 , V; E 一 Me
的探测器中子本征探测效率, 对效率随阈能变 化进行 了实验研究 , 为相关实验的开展提供了
必要 的实 验数据 。
1 墩C 中子源 实验 f
用现 有 的 3-0 A探 测器 测 量 。C 源 裂 (5 1 3 f 。
变中子 , 量裂变 中子 的探测效 率 , 测 测量 阈对
r7 卜 甄别能力和探测效率的影响。实验布置示 于图 l 。将 C 中子 源悬挂于 圆环 架上 , ( f 3- 3 51 0A探 测 器置 于距 源 l Om 的位 置 。测量 电 Oc
1 月
核 电子学 与探 测技 术
Nu l rE eto i ce l r nc a c s& Deet nTeh oo y tci cn lg o
Vo 8 No 1 L2 .
Jr 2 0 aL 08
2C 5 f中子 分布 条 件 下 的 中子探 测效 率测 量 2
朱传新 , 牟云峰 , 普 , 郑 陈 渊 , 郭海萍 , 王新华, 安 力
( 国工程物理研究 院核物理 与化学研究所 , 中 四川 绵 阳 6 1 0 ) 29 0
摘要 : 利用 B -0 A探测 器测 量了掘Cf C51 自发裂变中子源 , 得到不 同中子 阈能的 f 韶C 中子分布条件 下 的中子探测效率 , 实验得到了舰C 中子源的核温度 T=I 4  ̄0 0 Me f . 2 . 3 V。
关键词 : C 51 探测器 ;撇C 中子源 , B -0A f 探测效率 中图分类号 : 1 1 ] 2 文 献标识码 : A 文章编号 : 0 5-94 2 0 ) 10 2 -3 2 80 于裂变 中 f 子分布, 在国际上定为一种标准中子场 , 由于它 有非常规律的变化 , 遵循 Maw l分布, xe 1 常用 于中子探测器 的效率刻度[ 。而在众多核反应 1 ] 中( ,n ,n 3 ) 中子倍 增 的核反应 , 出 n 2 ) ( ,n 等 其 射中子 的分布也类似于 Ma w l分布 , xe 1 因此 , 对 于探 测 器 在 f 弛C 中子 源 条 件 下 的本 征探 测 效率的实验测量 , ( ,n ,n 3 ) 对 n 2 ) ( ,n 中子探 测 效率的定性及定量分析也具有重要意义 。本工 作, 利用 B -0 A探测器对撇C 中子源进行 C5 1 f 了实验测量 , 得到 了特定 中子能谱分布条件下
器 中心 ( 探测 器 开 一个 小空 腔 )有 希 望获 得 更 ,
高的中子探测效率 , 从而在需要特别高的中子
探 测效 率 的实 验 工作 中 , 到有 效 的应 用 和发 得
展。
B , l 测 ~ e0探 5 、
图 3 不同 阈能条件下 的 n- , 分辨 /
自 一 , 『
一 一 一 一
^
. …
图 1 实验 布置
表 1 或 C 中子 探 测 效 率测 量 结 果 f
图 4 阈能一 效率变化曲线
能 0 48 V条 件下 , 用 R .4 Me 利 NZ解 谱程 序 , 解 出的2Cf 5 中子 谱 示 于 图 5 2 。由。 f中子 能 谱 跎C 可 以看 出 ,。 f 中子 的分 布 主要集 中在 0 5 。C 源 .
构成波形甄别系统 , 通过符合 门的符合与反符 合实现 7的分别测量[ ] 2 。测量 时 ̄2 f - 4 ' C 的 2 5
中子源强 为 9 5 0n s . x1 / 。
2 结果 与讨 论
实 验测 量 得 到 了。 Cf 子 源 的 n7分 辨 中 。 -
谱示于图 3 。阈能效率曲线实验数据列于表 l , 效率曲线示于 图 4 。由图 4 以看 出, 可 效率随 着阈能增加 , 呈下降趋势 。由于。C 中子能谱 f 。 中, 低能部 分 占比较大的 比例 , 因此阈能 的变 化, 对于探测效率的影响也就 比较大。阈能从 0 4 8 V 到 1 0Me 效率 降低 为原来 的 . 4 Me . 6 V, 4. 。对于阈能为 0 5 V 的条件下 , 测 85 . Me 探 效率为 5. , 14 探测器效率还是 比较高的。对 于 ( ,n 事 件 的测 量 , 出射 2 n2 ) 其 n中 子 能 谱 分 布类似于。C 裂变中子能谱分布, 乩f 如果 n 7甄 , 别阈能可达到 0 5 V, . Me 则可 以得到 比较高 的 中子探测效率 。阈能一 效率变化 曲线用指数 衰
测器可以获得 比较高的探测效率 , 中子阈能 在
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比较 低 的情 况下 ,n事 件数 的记 录本征 效 率 可 2 以达 到 5 左 右 。如果 将 探 测 器 尺寸 进 一 步 O
加大 , 采用恰 当的几 何 结构 , : 源置 于 探 测 如 将
e ~ 探测器对 C 中子源的中子探测效率。 。f
收稿 日期 :0 7 51 2 0- -7 0
。C 中子源实验数据表 明, 弛f 对于裂变中子
作者简 介 : 新 (97 , , 族 , 朱传 17一)男 汉 安徽 风 台人 ,
硕 士, 粒子物理与原子核物理专业
10 2
和类似裂变中子谱分布的 2 n中子能谱 , 闪烁探