启明星1#次临界装置内不同位置探测器的中子计数率变化

在启明星1#次临界装置上进行了次临界外推实验,外中子源分别采用Am-Be中子源和252Cf中子源,放置在启明星1#次临界装置中心,中子探测器放置在次临界装置内不同位置,研究相对中子计数率的变化。实验测量结果表明:在启明星1#次临界装置不同位置的探测器测量得到的中子计数率变化不同,但对外推结果影响不大。

基于γ与中子探测的钚元件模板测量方法研究

钚元件的模板测量是深度核裁军中的重要核查方法。钚元件的类型决定其γ能谱具有独特的特征:即如果两种钚部件设计相同,γ能谱是相似的,否则会出现差异。目前,钚元件模板测量主要是从申报钚元件衰变产生γ能谱中提取反映类型的特征量作为模板,将核查对象的特征量与模板进行比较,从而判断核查对象与申报钚部件是否属于同一类型。本文研究了从γ能谱中提取信息作为判别钚元件结构的模板数据的局限性:由于钚材料对γ射线的自吸收作用较强,在某些特定场景下仅依靠γ能谱不能有效辨别核查物与作为模板的钚元件的结构是否一致。通过MCNP模拟对该问题进行了验证。进一步研究发现在测量γ能谱的同时,测量钚元件自发裂变的中子计数率可以改善这个问题。

高探测效率低噪声的大面阵热中子敏感微通道板

在微通道板玻璃中掺中子灵敏核素,并去除玻璃中的天然放射性同位素成份,可以实现微通道板对热中子的敏感,使探测器具有极低的背景事件率.在微通道板玻璃中掺加3mol%的Gd2O3,同时去除玻璃中的K2O和/或Rb2O,制作成50 mm直径、0.6 mm厚度、10μm孔径的微通道板,实现了对25.3meV热中子33%的探测效率,同时探测器的暗计数率低至0.11events cm-2·s-1.通过计算和分析热中子在微通道板基体中的俘获概率和155,157 Gd(n,γ)156,158 Gd反应所能引发的有效信号,说明了通过微通道板的结构优化,掺3mol%Gd2O3的微通道板可以实现最大50%的热中子探测效率.在此基础上,进一步完成了106mm直径10μm孔径的掺3mol%Gd2O3的优化结构大面阵低噪声中子敏感微通道板的制作.

中子土壤水分探测仪在农田建设和土壤改良中的应用

当快中子与土壤中的氢发生弹性碰撞时,快中子慢化成热速度,中子仪是根据中子的特性制造的,以便测定土壤的水分含量。在农田建设和土壤改良中经常需了解土壤的含水量和它随深度和时间的变化。 根据上述数据,人们可以计算土壤剖面的水量平衡和储量以及水分的亏损。因此决定灌溉淋洗盐碱土的需水量和作物的需水量。 中子仪可以提供一种快速非破坏的监测土壤含水量的方法和土壤水分随空间和时间上的变化。

大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统,以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求.系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心,使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出,读出通道为256×256.读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示.计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置.系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为(1.2±0.1)×10^6s^-1,系统运行稳定,受噪声干扰小.

利用PNST测井评价示踪陶粒压裂裂缝Ⅱ:时间谱

为满足水力压裂支撑缝高评价需要,针对含高热中子俘获截面材料氧化钆的非放射性示踪陶粒的辨识问题,研究了PNST俘获时间谱测井资料处理与解释方法。从预处理2个伽马探头和热中子探头的俘获时间谱出发,研究了示踪陶粒沾污套管内壁、进入水泥环窜槽和支撑地层裂缝等几种典型情况的时间谱特征,以及反映时间谱特征的地层与井眼俘获截面、非弹与俘获计数率、井眼与地层成分俘获计数率等测井曲线的提取方法,并展示了测井曲线在示踪陶粒压裂井的应用。通过比较压裂前后PNST各探头的这些测井曲线,能直观、清晰地辨识示踪陶粒;仅利用压裂后近伽马计数率和近/远伽马计数率比值交会解释,能定性辨识示踪陶粒支撑的裂缝。

核电厂堆外中子测量系统闪发高计数率问题研究

从故障现象、原因排查和解决措施三个方面,分析了我国核电厂近期发生的堆外中子测量系统闪发高计数率异常中所涉及的电缆接头问题和探头故障问题,提出了核电厂应关注堆外中子测量系统设备制造和安装的质量等建议,为解决和避免类似的堆外中子测量系统闪发高计数率问题提供借鉴。

实验测量CFBR-Ⅱ堆启动Am-Be中子源的初始增殖倍数

由于CFBR-Ⅱ堆原启动中子源252 Cf源半衰期较短,中子发射率已降低至无法满足使用要求,因此采用半衰期较长的Am-Be中子源替代。通过分别测量252 Cf源与Am-Be源在裸源情形下的计数率以及处于活性区中心时引起的泄漏中子计数率,建立比例关系,借助于252 Cf源对应的初始增殖倍数间接给出了Am-Be源对应的初始增殖倍数,为反应堆运行提供参数。

测井资料定量计算天然气藏中CO_2含量

莺歌海盆地中央坳陷北部区域储层高温高压条件下,中子测井中岩石和流体骨架取值的不确定性严重影响该区CO_2含量的计算精度。在利用体积物理模型结合阿尔奇公式较准确计算出地层孔隙度和饱和度的基础上,利用中子长源距计数率对CO_2气层响应较为敏感的特性,建立了利用长源距计数率值、气体平均含氢指数预测CO_2含量的模型,较准确地预测了CO_2气体在目的层的相对含量。该方法能够有效克服地层物性、含水饱和度等因素对CO_2计算精度的影响,计算误差小于10%,在现场应用中取得了良好的效果。

中国先进研究堆中子飞行时间谱仪的设计与建造

中子飞行时间谱仪是用于中国先进研究堆上可直接测量冷、热中子能谱的实验装置。介绍了该谱仪的结构和谱仪关键部件的参数选择,分析了机械斩波器狭缝与限束狭缝对脉冲中子束中子数和宽度的影响,得出与中子波长相关联的脉冲中子束中子数和宽度的公式。根据高注量率中子束能谱测量的需求,通过选择低灵敏探测器、加载探测器狭缝、选择多道时间分析器获取数据,保证漏计数率小于0.5%。设计了探测系统电子学线路,给出系统总分辨时间为22.15～29.46μs。

套后饱和度测井规律性评价技术

利用大港油田近5年PNN(脉冲中子-中子)测井技术指导明化镇-馆陶组浅层气开发措施显著井的测量数据,以及PSSL(脉冲中子全谱饱和度测井)技术在指导剩余油挖潜措施显著井的测井资料,开展PNN测井技术在长短源距计数率规范化处理后,长短源距计数率差和标准水层长源距计数率比值与声波时差数据间的关系研究,及PSSL技术在碳氧比、硅钙比测量值标准化处理后,碳氧比测量值和水线值差与硅钙比值间的关系研究。经过规律性统计分析,分别建立了PNN、PSSL测井技术以上参数间的交会图版,通过现场利用建立的交会图版,在指导浅层气开发、剩余油挖潜方面措施符合率达到85%以上,具有较高的准确度,对指导油气水井措施实施具有重要意义。

低强度中子源在萤石矿中子活化测井中的测量技术及效果

本文讨论了利用低强度中子源在萤石矿进行中子活化测井的测量技术问题，以及资料的处理方法和解释。

压水堆中子脉冲计数率计算与弱源启动分析方法

利用点堆模型推导了弱源反应堆初始中子脉冲计数率的计算公式,探讨了反应堆盲区范围的确定方法。实例应用表明,该方法符合实际状况,对提高物理启动的安全性具有重要使用价值,可以用于反应堆开盖检修、装卸核燃料、燃料元件储存等核活动的临界安全监督之中。

天然气藏中二氧化碳含量的测井定量评价方法

当气层中含有二氧化碳时,由于烃气、非烃气以及束缚水同时存在,导致孔隙流体成分及其测井响应趋于复杂,尤其是二氧化碳溶于水后形成的附加导电性不强且无明显规律,使得运用电阻率方法对二氧化碳的定性识别和定量计算变得非常困难。基于孔隙度测井方法,利用甲烷气体和二氧化碳气体对热中子减速以及扩散方面影响的差异,选取中子长短源距计数率值建立了二氧化碳定量计算模型。同时,考虑到在储层高温高压条件下甲烷和二氧化碳气体声波和密度测井响应特征,结合已有的孔隙度和饱和度数据,运用基于体积物理模型的最优化方法对各流体成分的含量进行计算。将两种方法同试油和测试结果进行了对比,均取得了良好的效果,证实了方法的可靠性。

秦山一期反应堆的中子计数率监测

应用高效涂硼计数管，结合改变次级中子源在堆芯的位置，解决了由于堆内中子源衰减过多而导致堆外源量程对中子计数率的监测出现盲区的问题，并以秦山核电厂第五循环装料的实际情况为实例作了阐述。

SDZ-5070补偿中子测井仪故障分析与排除

文章简述了SDZ-5070补偿中子测井仪工作原理,分析了造成该测井仪器故障的主要因素,提出了解决影响该测井仪器故障的方法和对策。根据故障现象认真总结出一套行之有效的维修方法,对SDZ-5070补偿中子测井仪的使用、维修有一定的参考指导意义。

临界实验装置水位外推达临界方法优化研究

带乏燃料的临界实验装置可用于开展乏燃料贮存相关的临界实验研究,考虑到其具有较高放射性,因此开展实验时最佳方法是水位外推达临界方法。目前该带乏燃料的临界实验装置尚未建成,遂使用与其堆芯结构、物理特性相似的铀棒栅轻水慢化临界实验装置开展水位外推达临界方法的模拟实验。在该实验中,由于水的屏蔽作用随水位上升不断加深导致无法得到正常的外推曲线。本文通过蒙特卡罗程序模拟外推过程,研究了中子源与探测器在不同的相对位置处中子计数率随水位变化的规律,给出了探测器与中子源的优化布置方案。此外,还提出一种以水位价值作为外推参数的外推方法,消除了水位高度外推时水位系数不均匀的影响,使得外推结果更准确。

可控源中子仪器钻铤结构对测量影响的数值模拟研究

可控源中子孔隙度随钻测井仪设计之初中子发生器、中子探测器在其自有钻铤上有两种安装方式,分别是放置在钻铤水眼内和偏心放置在钻铤一侧。由于中子发生器、中子探测器所处的位置不同,其周围存在的流体和钻铤屏蔽效果存在差异,从而引起中子计数率、测量灵敏度和孔隙度差别。通过建立仪器模型,运用MC(蒙特卡洛)数值模拟方法,计算了不同结构下仪器的测量结果,为高灵敏度可控源孔隙度测量装置的机械设计提供了理论依据。

压水堆核电厂堆外源量程探测器计数率分析

压水堆核电厂启动过程中,次级中子源为堆外源量程探测器提供本底计数率,避免测量盲区,确保反应堆安全启动。但次级中子源的引入会为核电厂带来较大的经济和环境负担,同时也需承受次级中子源破损等带来的风险。为此,可使用受辐照燃料组件的自发裂变中子源进行替代,即无源启动方式。通过研究堆外源量程探测器计数率的理论计算方法,并基于运行电厂测量数据进行分析验证,为源量程探测器计数率的理论预估提供了较为完善的理论方法流程。本文结果可为无源启动源量程探测器计数率分析提供支持,同时也可用于次级中子源装载量或布置位置的优化分析等。

抽注水中子能谱解谱结果对比研究

中子辐射场的能谱测量和能谱解析对于核物理实验和辐射防护起着非常重要的作用。通过分析能谱测量关系和响应函数模拟原理,利用UMG软件及其程序算法求解了取样海水中的中子能谱,得到两种程序的解谱曲线。通过比较,两个程序的解谱结果重合,且趋势走向与预置谱相吻合;在3~8 MeV能量区间内,计数率有轻微下降;三条趋势线在30 MeV以内计数率呈现结果较好,在30 MeV以上的能量区间,计数率基本趋于0,符合多球中子谱仪的能区测量范围特点。解谱结果符合要求,没有出现较大的解谱偏差。