氚增殖包层中产氚率的测量是聚变核能系统中需要研究的重要问题之一,本文开展了用于产氚率测量的Al箔封装碳酸锂探测片液闪样品制备化学处理方法的研究。结果表明,首先采用氢氧化钠溶液来溶解Al箔,然后再用盐酸溶解碳酸锂探测片的溶解方式,能制成透明度高且无分层的液闪样品。为了提高测氚计数效率和保证样品兼容性,对20 m L的标准液闪样品,闪烁液体积应至少取12 m L,同时还应将液闪样品保持在10-20°C范围进行储存和测量。
中子照相是一种重要的无损检测技术,它能用于火工产品、毒品和核燃料元件等的检测。基于紧凑型D-T中子发生器,完成了一个用于快中子照相的准直屏蔽体系统(BSA)的物理设计。根据D-T中子源的能谱和角分布建立了中子源模型,采用MCNP4C蒙特卡罗程序,模拟了准直屏蔽体系统中中子和γ射线的输运,准直中子束相对于单位源中子的中子注量可以达到9.30×10^(-6)cm^(-2),准直中子束中主要是能量大于10 Me V的快中子;在设置的样品平面直径14 cm的照射视野范围,准直束中子注量的不均匀度为4.30%,准直束中中子注量与γ注量的比值为17.20,中子通量和中子注量比值J/Φ为0.992,说明准直中子束有好的平行性;准直屏蔽体外的泄露中子注量率与准直束中子注量率相比降低了2个量级。所设计的准直屏蔽体能满足快中子照相的要求。
提出了一种由聚乙烯(Polyethylene,PE)转换器、微通道板(Microchannel Plate,MCP)电子增强器和CCD(Charge-Coupled Device)相机组成的快中子照相像探测器新方案。采用Geant4软件模拟研究了14.5 Me V快中子入射在PE转换器上的出射质子产额、能谱随PE厚度的变化规律,确定了PE转换器的厚度范围和转换效率等重要参数。模拟结果显示,PE转换器的厚度应该选择在2.5 mm左右,此时的转换效率约为0.37%。采用Geant4软件模拟了14.5 Me V快中子入射在PE转换器的质子输运和质子在MCP中电子的产生和倍增过程,给出了MCP输出的电子束斑图像。模拟结果显示,由PE和MCP组成的转换器系统能将入射的快中子转换成电子束斑点阵信息,各电子束斑之间的界限清晰,单孔电子束斑直径略大于MCP孔径,即电子束斑点阵像素可以达到MCP孔径量级。
开展了90o伴随粒子法D-D中子产额测量中的修正因子理论计算方法研究,基于MATLAB软件平台,开发了用于修正因子计算的计算机程序。计算给出了厚靶条件下,入射氘能量在20–700 ke V范围,90o伴随粒子法D-D中子产额测量各向异性修正因子Rthick、中子和质子产额比(Yd,n/Yd,p)thick及总修正因子RY,并与早先的研究结果进行了对比,分析了计算结果的不确定度,总修正因子计算数据的不确定度约为2%。
