西安脉冲堆大空间中子辐照实验平台辐射场参数测量

西安脉冲堆于2010年建成了大空间中子辐照实验平台。本文介绍了该实验平台辐射场设计参数、辐射场测量方法和实测结果。采用蒙特卡罗方法计算了实验平台内中子初始谱。利用多箔活化法测量了中子能谱,解谱方法采用遗传算法,并与SAND-Ⅱ解谱方法进行了对比,对比结果较为一致,证明了遗传算法解谱的有效性。应用热释光剂量计测量了γ射线吸收剂量率。测量结果表明,该实验平台辐射场参数符合设计要求。

适于强源测量的便携式反康普顿γ探测系统设计

本文详细分析了可形成康普顿坪的3个关键过程中γ射线能量沉积的特点,以碲锌镉探测器为主探测器,锗酸铋闪烁体为反符合探测器,设计了适于强放射源测量的4π和准4π2种结构的便携式反康普顿γ探测系统,并采用Geant4程序模拟计算了662 keV和1525 keVγ射线在2种探测系统上的测量能谱。结果表明,2种系统的整体外部尺寸均可控制为ϕ20 cm×20 cm,总体质量约70 kg。4π结构探测系统对662 keV和1525 keVγ射线的康普顿抑制因子分别为63和29,准4π结构探测系统对662 keV和1525 keVγ射线的康普顿抑制因子分别为51和26,模拟结果与设计指标相符,验证了系统设计的可行性。

非准直中子场能谱测量用多测量面~3He探测器理论设计

利用Geant4软件模拟计算了5种具有较好对称性的多测量面结构探测器对不同方向入射中子的探测效率。计算结果表明,具有对称性的多测量面结构探测器对不同方向入射的中子具有较好的探测效率响应方向一致性。其中球形正比探测器加6只圆形半导体探测器的结构芯体在各方面表现最均衡,具有应用于非准直中子场能谱测量的潜力。

热堆制备低放射性233U的钍铀转换方法

233 U比235 U具有更好的燃料特性,是具有潜在重要应用价值的核燃料,但直接使用钍铀或钍钚混合燃料在堆中辐照得到的233 U,含有大量的232 U及234 U,放射性较强,难以像235 U一样作为常规核燃料使用。基于低放射性233 U的制备需求,本文分析了232 Th-233 U转化中U同位素杂质232 U及234 U的产生途径,采用可有效减少232 U生成的热堆辐照思路,研究了热堆制备低放射性233 U的辐照工艺。利用MCNP程序对232 Th样品在西安脉冲堆堆内辐照过程进行建模,分析了辐照时间、冷却时间、多个“辐照-冷却”周期法辐照及中间产物230 Th对辐照产物的影响,给出了西安脉冲堆制备低放射性233 U辐照工艺。研究结果表明,本文制备的低放射性233 U产品中233 U的质量分数为10^-5量级,232 U、234 U与233 U的质量比分别小于10^-6和10^-3,符合低放射性233 U指标要求。