基于MCNP5与WINXCOM仿真计算的铋玻璃屏蔽特性研究

通过MCNP 5(蒙特卡罗,Monte Carlo)和WINXCOM程序研究了在0.662 MeV、1.17 MeV和1.33 MeV三种γ射线下铋玻璃的衰减系数,并与铅玻璃进行对比。根据衰减倍数K以及综合考虑材料屏蔽性能和机械性能后,材料可以选择含氧化铋含量为50%的铋玻璃。计算了137Cs与60Co源照射以及铋玻璃的厚度分别为2 cm和10 cm的水模体剂量率分布。结果反应出在适合的能量下,铋玻璃可能会替代铅玻璃作为防辐射玻璃。

基于蒙特卡罗方法的中子屏蔽材料设计

基于蒙特卡罗粒子输运程序MCNP,设计了一种强度高、密度低、具有优异中子屏蔽性能的新型玻璃纤维/B4C/环氧树脂复合材料,模拟计算了镅-铍(Am-Be)中子源产生中子对该材料的透射率;研究了该材料的中子屏蔽性能与传统屏蔽材料的差异以及不同B4C质量分数对该材料的屏蔽性能影响;根据模拟结果分析了该材料对不同能区中子(慢中子、中能中子、快中子)具有的不同屏蔽性能。研究发现:B4C质量分数为10%的该种新型玻璃纤维/B4C/环氧树脂复合材料的中子屏蔽性能,尤其是慢中子屏蔽性能较传统的含硼聚乙烯和Al-B4C合金材料更为优异;但随着B4C质量分数的增大,屏蔽性能提升不明显。结果验证了蒙特卡罗方法用于中子屏蔽材料优化设计的可行性。

重金属氧化物玻璃X/γ射线屏蔽性能评价方法探讨

在核能和核技术利用中,对辐射威胁进行屏蔽是控制场所剂量、保护人员健康的重要手段。目前主要屏蔽材料包括混凝土、铅以及其它各种合金、复合材料等;重金属氧化物玻璃可以兼具良好的屏蔽性能和透光性,因此在很多屏蔽应用场合受到青睐,而且由于玻璃成分类型的多样性,近年来开展了大量新型玻璃的开发和屏蔽性能研究工作,以进一步挖掘其应用价值。本文梳理了国内外各类重金属氧化物玻璃X/γ射线屏蔽性能的研究报道,重点围绕质量衰减系数参数的获取,总结有关学者在理论计算、蒙特卡洛模拟以及实验测量中的基本方法、主要结论、实验条件以及误差情况等,从机理和数据比对的角度概括了重金属氧化物类玻璃共性的屏蔽性能特征和规律,并比较了三种方法的优缺点和在玻璃实际设计开发中的应用价值。基于各类新型屏蔽玻璃研究文献,探讨和总结了现有研究工作中可参考的地方和存在的不足,给出了较为全面的重金属氧化物玻璃X/γ射线屏蔽性能研究思路,可为后续的研究提供有意义的参考。

核动力装置无线传感器抗辐照屏蔽设计和验证

无线传感器网络作为一种分布式无线网络系统,应用于核环境中,可以减少监测系统电缆布线工作量、降低核环境中装置使用和维护中电缆老化和端接故障带来的影响,有助于核环境中装置自动化、信息化水平的提升和设备的集成化、小型化。但其应用也面临强射线及中子辐照、射频和电磁干扰严重等特殊复杂核环境的制约。针对核环境中的γ辐射,通过屏蔽材料性能分析、蒙特卡罗N粒子程序模拟、屏蔽结构设计及布局,得到了核动力装置中所用无线传感器及网关抗辐射屏蔽加固的合适厚度及整体结构;通过辐照试验,验证了所设计的抗辐照屏蔽体至少能够承受500 Gy的累积辐照剂量。该研究为后续智能仪表的辐照屏蔽设计奠定了设计基础。