發(fā)布時(shí)間：2021-09-18 12:35

　　為確定主動(dòng)法外中子源激勵(lì)鈾材料時(shí)中子、γ飛行時(shí)間譜的實(shí)驗(yàn)測(cè)量條件,基于Geant4數(shù)值模擬平臺(tái)建立了D-D外中子源激勵(lì)鈾材料后中子、γ飛行時(shí)間譜的計(jì)算模型,計(jì)算了探測(cè)器表面距鈾材料中心不同距離下的中子、γ飛行時(shí)間透射譜及飛行時(shí)間關(guān)聯(lián)符合譜,分析討論了D-D外中子源激勵(lì)鈾材料時(shí),探測(cè)距離、探測(cè)時(shí)間及探測(cè)器角度等因素對(duì)中子、γ飛行時(shí)間譜的影響。模擬結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)中樣品與中子源之間的距離應(yīng)小于10 cm,用于記錄中子、γ飛行時(shí)間透射譜的探測(cè)器表面與鈾樣品幾何中心間的距離應(yīng)控制在80 cm左右,用于探測(cè)中子、γ飛行時(shí)間關(guān)聯(lián)符合譜的探測(cè)器表面與鈾樣品幾何中心間的距離應(yīng)控制在30 cm左右,且探測(cè)器應(yīng)置于與束流方向成53°夾角的方向上。 

【文章來(lái)源】：現(xiàn)代應(yīng)用物理. 2020,11(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

計(jì)算模型示意圖

R1為30 cm時(shí),模擬計(jì)算得到的中子、γ飛行時(shí)間關(guān)聯(lián)符合譜如圖3所示。當(dāng)入射到鈾樣品上的中子達(dá)到1×109個(gè)時(shí),可得到符合中子計(jì)數(shù)為1 992。如果考慮探測(cè)器的探測(cè)閾值,則可探測(cè)到的符合中子計(jì)數(shù)還將更低。假設(shè)鈾樣品與中子源之間的距離為10 cm,則鈾樣品處的中子注量率約為105 cm-2·s-1,考慮探測(cè)閾值影響時(shí),需要測(cè)量3 h,符合中子計(jì)數(shù)僅約900。若要獲得具有較好統(tǒng)計(jì)精度的能譜,則需要測(cè)量約30 h。因此,鈾樣品與中子源之間的距離應(yīng)小于10 cm。當(dāng)R1為30 cm時(shí),測(cè)量30 h獲得的符合中子計(jì)數(shù)約為9 000,可滿足統(tǒng)計(jì)精度要求;如果R1由原來(lái)的30 cm增加為50 cm,則單個(gè)中子探測(cè)器對(duì)樣品所張的立體角減小為原來(lái)的1/2.8, 兩個(gè)探測(cè)器的符合則會(huì)使立體角減小為原來(lái)的1/7.7。此時(shí),測(cè)量30 h,獲得的符合中子計(jì)數(shù)將只有約1 000,無(wú)法滿足統(tǒng)計(jì)精度要求。因此,探測(cè)器D2,D3表面距離鈾樣品幾何中心的距離應(yīng)控制在30 cm左右。當(dāng)R0為80 cm,入射到樣品上的中子為1×109個(gè)時(shí),測(cè)量30 h可以獲得的中子、γ計(jì)數(shù)為105 572 175,其中,裂變反應(yīng)產(chǎn)生的中子和γ計(jì)數(shù)為42 603,完全滿足統(tǒng)計(jì)精度要求。因此,探測(cè)器D1可以放置在距離鈾樣品幾何中心80 cm 處。

為減少中子反射對(duì)測(cè)量的影響,需要考慮探測(cè)器的探測(cè)角度。由于裂變中子出射基本上是各向同性的,因此,原則上講,中子探測(cè)對(duì)探測(cè)角度沒(méi)有要求。但是,若要在測(cè)量符合中子譜的同時(shí)獲得透射中子譜,則圖1中探測(cè)器D1,D2,D3的探測(cè)角度應(yīng)選擇在鈾樣品的前角比較合適,這樣中子源不會(huì)直接入射到探測(cè)器D1,利用探測(cè)器D1即可以獲得透射譜。另外, D2和D3之間的相互干擾,主要來(lái)自于樣品出射的中子入射到D2和D3中的一個(gè)探測(cè)器上,經(jīng)過(guò)碰撞后改變方向入射到另外一個(gè)探測(cè)器上,從而形成一個(gè)假符合事件。引起此種干擾的中子主要是彈性散射中子,因?yàn)閺椥陨⑸浣孛孑^大。2.8 MeV中子與238U反應(yīng)的彈性散射角分布,如圖4所示。由圖4可知,為減少?gòu)椥陨⑸渲凶拥挠绊?應(yīng)將探測(cè)器D2和D3置于與束流方向成53°夾角方向上,這樣中子與238U反應(yīng)的彈性散射微分截面為最小值, 兩個(gè)探測(cè)器間的偶然符合和互相干擾均最小。3 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3400148