基于BP神经网络从活化数据中求解1MeV等效中子注量

给出了一种利用BP神经网络从中子活化测量数据中直接求解1 MeV等效中子注量的新方法。该方法选用了含两层隐藏层的BP神经网络,并围绕先验谱建立输入输出集合,对网络进行训练、检验和测试,最终形成含20个BP神经网络的网络群。该BP神经网络群可实现在输入测量活化率数据后,直接输出相应的1 MeV等效中子注量。利用该方法求解了西安脉冲堆大空间中子辐照实验平台内的1 MeV等效中子注量。与实测中子能谱计算的1MeV等效中子注量结果对比,二者偏差小于6.6%。

等效中子注量在线测量系统的研制工艺

分析了等效中子注量在线测量系统研制的要素,确定了探测器制作、连接、退火、数据采集等关键工艺,研制了等效中子注量在线测量系统,实现了探测器的小型化以及多路测量。经实验验证,该系统的中子注量测量结果与用活化箔法测量的结果吻合。

基于蒙特卡罗抽样的活化中子能谱测量不确定度分析

不确定度分析是活化法测量中子能谱的关键环节。本文针对SAND-Ⅱ活化中子解谱过程,给出了一种基于先验谱、活化率和截面协方差的中子能谱测量不确定度蒙特卡罗分析方法。首先,建立了基于线性变换的截面协方差抽样方法;然后,利用MCNP计算了误差,使用迭代方法估计了先验谱不确定度;最后,结合活化率的测量不确定度,利用蒙特卡罗抽样算法计算了中子能谱的不确定度。利用锎源自发裂变谱对该方法进行了验证,与传统方法相比,不确定度分析结果更为准确。对西安脉冲堆某次中子能谱测量结果进行了测量不确定度分析,结果表明该方法更具保守性。

单晶硅受照热中子注量率的双箔活化法测量研究

由于活化箔材料和单晶硅目标核素的活化截面随中子能量的变化曲线形状不同,导致等效2 200 m/s热中子注量率的活化箔法确定值与单晶硅目标活化率的对应值存在一定的偏差。为研究活化截面的变化差异对测量的影响,对热中子活化截面均服从1/v规律,但共振积分和2 200 m/s热中子活化截面的比值相差较大的Zr箔和CoAl箔进行了测量比较。结果表明,由于超热中子对前者的活化率贡献更大,导致Zr箔确定的值明显高于CoAl箔的值,活化截面的变化差异对测量结果有显著影响。为消除该影响,采用通过两种活化箔确定的值和Stoughton-Halperin约定关系式建立方程组的方法,确定了与单晶硅目标活化率对应的等效2 200 m/s热中子注量率。

加速器驱动嬗变研究装置顶盖漏束的热中子等效注量率评估

加速器驱动次临界系统(ADS)利用质子轰击散裂靶产生的中子驱动次临界堆稳定、持续运行,有望实现长寿命次锕系核素嬗变,并进行洁净能源生产。在加速器与反应堆耦合过程中,束流管道贯穿反应堆的顶盖,堆芯中的散裂中子和裂变中子会通过束流管道大量泄漏,需开展相关屏蔽设计,以减小顶盖外的设备活化,进而减小停堆后堆顶设备维修人员所受辐射剂量。传统热堆的堆外辐射屏蔽设计中,常将热中子注量率限制在10^(5) n/(cm^(2)·s),以减小设备活化,提高可维护性。对于加速器驱动次临界系统而言,顶盖漏束具有快中子谱、注量率高等特点,需以热中子等效注量率为限值,开展相关屏蔽设计分析。本工作以加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)为例,分析了顶盖漏束后产生的活化核素的预期辐射释能,并通过与热中子的预期辐射释能进行等效,得到了束管漏束屏蔽设计所需的漏束中子注量率,并对其适用性进行了评估。研究表明,平均注量率为9.292×10^(5)n/(cm^(2)·s)的漏束中子在预期辐射释能上等效于注量率为10^(5)n/(cm^(2)·s)的热中子,在相关辐射屏蔽设计中,可保守取顶盖外部中子注量率限值为8×10^(5)n/(cm^(2)·s)。本工作提出了一种ADS堆外活化屏蔽设计时的热中子等效注量率的选取方法,可为快谱下的屏蔽分析提供参考。本文获得的热中子等效注量率可用于CiADS顶盖屏蔽的工程设计与分析。