基于时间差法的位置灵敏3He正比计数管位置分辨性能研究

中子定位技术可用于乏燃料后处理流程监测,以避免发生核临界安全事故。利用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)算法模拟了不同中子发射方式、^(3)He气压、管径、慢化体厚度等对位置灵敏^(3)He正比计数管位置分辨能力和探测效率的影响。对于管径为2.54 cm、灵敏区长80 cm、^(3)He气压为405300 Pa的位置灵敏^(3)He正比计数管,MC模拟结果表明:轴向各处位置分辨能力相同,对热中子点源的位置分辨极限为0.17 cm;慢化体厚5 cm且^(244)Cm源紧贴慢化体外壁时中子探测效率为3.0%,位置分辨为9.25 cm。用时间差法测试了^(244)Cm源在灵敏区不同位置、源管距、慢化体厚度等情况下此位置灵敏^(3)He正比计数管对^(244)Cm源的位置分辨能力与探测效率,测试结果表明:实验装置的理论位置分辨极限可达2.64 cm,当慢化体厚5 cm且^(244)Cm源紧贴慢化体外壁时位置分辨为18.50 cm,为理论值的一半。

基于信号幅度的^(3)He管中子探测器刻度算法优化研究

本研究针对中国散裂中子源下的高压中子衍射谱仪中核心组件——位置灵敏型^(3)He管中子探测器的刻度问题进行了深入探究。通过实验验证和理论分析,揭示了传统刻度方法中未考虑到的中子信号幅度对刻度参数的影响,以及由此产生的位置分布畸变和空间分辨率降低的问题。为解决这些问题,本研究提出了一种改进的刻度算法,该算法能够有效地考虑中子信号幅度的变化,从而显著改善了探测器系统的空间分辨能力。经过实验结果分析显示,新的刻度算法不仅消除了位置分布的拖尾现象,而且提高了不同位置处的空间分辨率,与理论预期相符。本研究的成果为高压中子衍射谱仪在极端条件下的应用提供了重要的技术支持,并为进一步优化中子探测器的刻度方法和提高中子衍射技术的应用精度奠定了基础。

位置灵敏型~3He正比管对γ的误判率

位置灵敏型3He正比管主要用于热中子的探测。考虑到有些探测环境中有γ存在,所以本文主要研究3He正比管对γ的误判率,通过实验和Geant4蒙特卡罗模拟的结果,讨论在一定γ本底情况下,3He管探测器是否适合进行热中子探测。