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。

基于脉冲幅度谱的3He正比计数管中子散射谱仪探测系统关键参数测定方法

中子散射谱仪探测系统各部件性能参数需相互匹配,准确的参数测定方法利于改进谱仪探测系统的实际性能,提高物理实验数据质量(可信度等)。本文基于3He正比计数管中子散射谱仪探测系统,开发了脉冲幅度甄别器甄别阈、核辐射探测器工作电压以及气体核辐射探测器性能参数的脉冲幅度谱测定方法,这些方法较传统的积分曲线测定方法、坪曲线测定方法以及电压-电流曲线测定方法具有测量时间短、准确度高、应用范围广等优势。

球形^3He 正比计数管研制

介绍了ZJ230球形3He正比计数管研制的过程,包括工作原理、3He气体的要求、结构设计、中子灵敏度测试、坪特性测试以及角度响应测试等。项目研制了Φ30、Φ50和Φ100 mm三种充3He气体的球形正比计数管。该球形正比计数管满足设计要求,可用于环境安全中子辐射监测和中子能谱的测量。

非标准型^(3)He中子探测系统性能测试研究

用于核设施现场的非标准型中子探测系统在投用之前要进行性能测试和条件实验,通过搭建测试平台,组建基于3He探测器的中子探测系统,开展了电子学参数选取、最佳慢化厚度和伽马辐射干扰及消除等实验。通过调整探测距离和改变慢化体厚度等条件,测得反应产物全能峰能量分辨率最优为2.94%时,对应的工作高压为900 V、成型时间为6μs,此时中子信号可清晰地与环境伽马本底及电子学噪声分开,验证了工作高压、成型时间的调试方法可行。慢化厚度实验结果表明:该探测器对252Cf中子源的探测效率最大值对应的聚乙烯板厚度介于6~7 cm之间;实验研究发现:实际剂量率为0.39 Sv·h^(-1)时,中子甄别阈值以上区域有显著计数,5 mm的铅板对伽马射线有显著的屏蔽效果。实验方法和结果可为在进行同类探测设备性能测试时提供参考。

一种用于次临界反应堆中子特性研究的电流灵敏前置放大器的研制

介绍针对用于次临界反应堆中子特性测量的小尺寸(如φ6mm×10mm)3He中子探测器设计的一种基于AD8004芯片的电流灵敏前置放大器的研制,该前放可由长达10m的同轴屏蔽电缆与探头连接,并且能够适应于高计数率情况下中子通量密度的测量,文中给出了具体电路原理图、性能指标参数以及对电路调试的有关问题的讨论。

^3He球形4π中子探测器的设计研究

介绍了一新型的用于(n,2n)反应截面测量的由"80根3He正比计数管和聚乙烯慢化体"组成的3He球形4π中子探测器的优化设计,并采用蒙特卡罗方法计算了探测器系统的单位中子能量注量响应,提高了探测器的设计效率,也为实验验证提供参考依据。