中子活化分析作為一種快速無損的檢測手段,可以通過中子和物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的伽馬射線的能量和計數(shù)對被測物質(zhì)進行定性和定量分析,已應用在煤質(zhì)分析,爆炸物檢測和中子治療等領域。東北師范大學研制的NG-9型D-T中子發(fā)生器是一種小型加速器中子源,能夠產(chǎn)生14 Me V能量的快中子,最大產(chǎn)額為4×108 n/s。我們基于NG-9型中子發(fā)射頭的材料和規(guī)格,使用蒙特卡羅模擬方法對中子發(fā)射頭的屏蔽結(jié)構(gòu)和熱化結(jié)構(gòu)進行了設計,對中子源的應用具有參考意義。在中子發(fā)生器運行過程中,中子發(fā)射頭周圍必須進行屏蔽,以保護操作人員免受中子和伽馬射線輻射的損傷。在本研究中,我們使用MCNP5軟件構(gòu)建一個具有活化室和相應六個周圍房間的普通建筑物。在活化室內(nèi),對中子發(fā)射頭周圍屏蔽結(jié)構(gòu)進行設計,并預留空腔進行中子活化分析實驗。為了確保周圍房間中子和光子的總劑量率在可接受的劑量范圍內(nèi),對幾種屏蔽結(jié)構(gòu)的設計進行了評估。結(jié)果顯示,最優(yōu)設計下操作人員的年操作時間可達到至少4056小時。由于氘-氚聚變反應產(chǎn)生的14 Me V中子通常需要被慢化進行熱中子活化分析實驗,我們另外設計了一套基于NG-9型D-T中子發(fā)生器的快中子束熱化裝置。首先建...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 中子發(fā)生器輻射防護和MCNP方法
    2.1 中子和中子源
    2.2 NG-9型D-T中子發(fā)生器
    2.3 中子和伽馬射線與物質(zhì)的相互作用
    2.4 輻射與輻射防護劑量標準
    2.5 MCNP方法概述
    2.6 MCNP運行結(jié)構(gòu)
        2.6.1 輸入文件
        2.6.2 輸出文件及可靠性
第三章 D-T中子發(fā)生器屏蔽系統(tǒng)設計
    3.1 中子廳模型建立
    3.2 D-T中子發(fā)生器周圍屏蔽體設計
        3.2.1 D-T中子發(fā)射頭的MCNP模型
        3.2.2 單層中子伽馬屏蔽結(jié)構(gòu)
        3.2.3 雙層中子伽馬屏蔽結(jié)構(gòu)
        3.2.4 中子屏蔽墻結(jié)構(gòu)
    3.3 不同操作條件下年操作時間分析
第四章 D-T中子發(fā)生器快中子束熱化裝置設計及其防護
    4.1 熱化裝置實驗平臺搭建和MCNP模型建立
    4.2 實驗和模擬結(jié)果對比分析
    4.3 熱化裝置MCNP優(yōu)化模型的建立
    4.4 熱化裝置參數(shù)的MCNP優(yōu)化
        4.4.1 中子發(fā)射頭和慢化體相對位置優(yōu)化
        4.4.2 慢化體材料及規(guī)格優(yōu)化
        4.4.3 倍增體的優(yōu)化
        4.4.4 反射體的優(yōu)化
        4.4.5 準直體的優(yōu)化
    4.5 熱化裝置性能分析
        4.5.1 輸出面熱化效率與中子通量結(jié)果分析
        4.5.2 熱化裝置和初始實驗裝置測量樣品分析
    4.6 熱化裝置屏蔽設計
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文研究總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
致謝
在學期間公開發(fā)表論文及著作情況



本文編號：4007725