近年來,隨著中子在材料、生物以及核物理等學(xué)科上得到廣泛應(yīng)用,人們對中子的關(guān)注越來越多,因此中子探測也成為一個研究熱點(diǎn)。常用的中子探測器如³He正比管、閃爍體探測器等,但3He氣體短缺,價格昂貴,閃爍體探測器對伽馬射線比較靈敏,測量中子時伽馬射線會造成很大的干擾。因此,研究新型探測器或新方法實現(xiàn)對中子通量測量具有十分重要的意義。本文基于中子與物質(zhì)相互作用的原理,提出一種用于快中子通量測量的新方法,稱為中子致X射線熒光方法。該方法利用快中子與轉(zhuǎn)換屏發(fā)生核反沖產(chǎn)生反沖質(zhì)子,反沖質(zhì)子激發(fā)特征靶產(chǎn)生X射線熒光,根據(jù)X射線熒光數(shù)與入射中子數(shù)的函數(shù)關(guān)系,通過探測X射線熒光數(shù)反推出中子通量。為驗證該方法的可行性,本文通過蒙特卡羅方法對測量結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬設(shè)計與優(yōu)化,并結(jié)合實驗驗證,主要研究內(nèi)容如下:（1）基于中子致X射線熒光方法的原理,設(shè)計了測量快中子通量的模型結(jié)構(gòu)。沿中子入射方向,測量結(jié)構(gòu)由屏蔽層、轉(zhuǎn)換屏和特征靶疊加組成,其中屏蔽層用于屏蔽低能光子的干擾。針對單方向入射的14MeV的中子和0-10MeV指數(shù)分布的光子,使用Geant4軟件對測量結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,模擬結(jié)果表明:較合適的轉(zhuǎn)... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究意義與內(nèi)容
        1.3.1 本文研究意義
        1.3.2 本文研究內(nèi)容
第二章 中子探測及X射線熒光
    2.1 中子源
        2.1.1 放射性同位素中子源
        2.1.2 加速器中子源
        2.1.3 反應(yīng)堆中子源
    2.2 中子探測方法
        2.2.1 核反應(yīng)法
        2.2.2 核反沖法
        2.2.3 核活化法
        2.2.4 核裂變法
    2.3 X射線熒光產(chǎn)生原理
    2.4 X射線激發(fā)源
        2.4.1 X射線光管
        2.4.2 放射性核素激發(fā)源
        2.4.3 同步輻射光源
        2.4.4 質(zhì)子激發(fā)
    2.5 X射線探測器
        2.5.1 正比計數(shù)器
        2.5.2 閃爍體探測器
        2.5.3 半導(dǎo)體探測器
    2.6 Geant4軟件介紹
第三章 探測結(jié)構(gòu)設(shè)計及模擬優(yōu)化
    3.1 中子致X射線熒光的理論基礎(chǔ)
    3.2 探測結(jié)構(gòu)基本模型設(shè)計
    3.3 單向14MeV中子源的探測結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化
        3.3.1 中子源及其入射方向
        3.3.2 轉(zhuǎn)換屏的選取及優(yōu)化
        3.3.3 特征靶的選取及優(yōu)化
        3.3.4 探測方式選取及優(yōu)化
        3.3.5 屏蔽層的選取及優(yōu)化
        3.3.6 X射線探測器放置位置
        3.3.7 中子數(shù)與X射線熒光數(shù)的關(guān)系
        3.3.8 其它中子源通量測量適用性模擬研究
        3.3.9 高能中子探究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 探測結(jié)構(gòu)搭建與實驗結(jié)果分析
    4.1 點(diǎn)中子源探測結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        4.1.1 轉(zhuǎn)換屏的優(yōu)化
        4.1.2 特征靶的優(yōu)化
        4.1.3 探測方式選取
        4.1.4 X射線探測器放置位置
    4.2 實驗探測結(jié)構(gòu)的搭建
    4.3 X射線探測器性能對比測試
    4.4 實驗測量內(nèi)容
        4.4.1 調(diào)試中子發(fā)生器與X射線探測器
        4.4.2 中子發(fā)生器產(chǎn)生的低能光子對X射線熒光的影響
        4.4.3 鉛屏蔽層厚度的選取
        4.4.4 改變探測時間測量
        4.4.5 改變中子通量測量
    4.5 實驗結(jié)果處理
        4.5.1 小波法處理時間變化能譜
        4.5.2 小波法處理通量變化能譜
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]初探中子探測器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 楊劍波,黃紅,劉志,王琦標(biāo),王旭.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(14)
[3]涂硼電離室組合快中子探測器研制及其響應(yīng)函數(shù)[J]. 張紫霞,魏志勇,方美華,朱立,陳國云,石苗.  原子能科學(xué)技術(shù). 2014(07)
[4]超快中子探測器閃爍體性能計算[J]. 唐琦,趙宗清,蘇明,彭曉世.  強(qiáng)激光與粒子束. 2010(06)
[5]我國脈沖中子測井技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張鋒.  原子能科學(xué)技術(shù). 2009(S1)
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[7]中子散射技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 葉春堂,劉蘊(yùn)韜.  物理. 2006(11)
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本文編號：3190974