基于閃爍體及切倫科夫的中子通量監(jiān)測器的性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-15 14:48
隨著核科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,中子技術(shù)在各學(xué)科上得到了廣泛應(yīng)用,極大地促進(jìn)了人們對中子探測方法及中子探測器的研究。尤其是隨著核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,基于瞬發(fā)γ射線中子活化分析(PGNAA)技術(shù)的工業(yè)物料實(shí)時(shí)在線檢測裝置常使用具有高中子產(chǎn)額的中子發(fā)生器作為中子源項(xiàng),而中子發(fā)生器可能存在中子產(chǎn)額不穩(wěn)定的情況,所以對中子通量的監(jiān)測尤為重要。3He正比計(jì)數(shù)器具有熱中子探測效率高、對γ射線不敏感、使用方便等特點(diǎn),在中子探測中被廣泛采用。但是由于3He氣體的匱乏,導(dǎo)致3He正比計(jì)數(shù)器價(jià)格昂貴,所以研發(fā)的新型中子探測器具有重要意義。一種基于閃爍體及切倫科夫的中子通量監(jiān)測器被證明能用于D-T中子發(fā)生器的中子通量監(jiān)測。為了拓展該探測器的應(yīng)用領(lǐng)域,進(jìn)一步了解探測器的相關(guān)性能指標(biāo),本文對該探測器的測量精度、能量響應(yīng)、距離響應(yīng)及探測效率等性能參數(shù)進(jìn)行更深入的研究,主要內(nèi)容如下:(1)針對之前研發(fā)的探測器原型機(jī),完成了探測器樣機(jī)封裝。使用GEANT4軟件模擬了不同中子源入射探測器的情況,得到探測器在不同中子-伽瑪混合場中,閃爍體和切倫科夫?qū)拥挠?jì)數(shù)。然后根...
【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)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
n-γ分辨快中子探測系統(tǒng)原理圖
HDPE 轉(zhuǎn)換層和不加 HDPE 轉(zhuǎn)換層的探測器的檢測性能[28]。都等人對3He 正比計(jì)數(shù)器的性能進(jìn)行研究,通過 GEANT4 軟件模擬研究在不化體包裹下,3He 正比計(jì)數(shù)器的探測效率與中子能量之間的關(guān)系,得到在相探測效率隨入射中子能量的升高而降低;當(dāng)中子能量相同時(shí),探測效率隨著而升高,當(dāng)聚乙烯大于 5cm 后,探測效率基本趨于穩(wěn)定。然后將探測器系統(tǒng)底的測量,得到在5.5cm聚乙烯下,3He正比計(jì)數(shù)器的中子靈敏度為91counts/n對含釓液閃探測器進(jìn)行了性能測試,通過對60Co 源的長時(shí)間測量,并對結(jié)果電荷積分,得到60Co 源特征峰峰位在誤差范圍內(nèi)具有很好的穩(wěn)定性,從而證間穩(wěn)定測量。然后通過串列靜電加速器產(chǎn)生能量為 2.46MeV、5.00MeV 和 14,通過 PSD 方法對信號進(jìn)行甄別,根據(jù)甄別因子與能量的分布的關(guān)系來分辨而得到探測器對于上述三種能量中子的探測效率。同時(shí)還證實(shí)含釓液閃探測 方法有較好的 n-γ 甄別能力,適用于極低通量下的快中子本底測量[30]。曹曉巖子探測器主要性能進(jìn)行了測試,對于能量為 14MeV 的中子,實(shí)驗(yàn)測得其探測-5,且具有性能穩(wěn)定性,然后通過模擬計(jì)算得到探測效率為 8.69×10-5,通過誤確定度為 9.38%,在不確定度范圍內(nèi)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)與模擬具有一致性[31]。胡青元
南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章 探測器介紹及相關(guān)參數(shù)模擬研究的組裝及工作原理介紹AA 技術(shù)的工業(yè)物料成分實(shí)時(shí)在線檢測儀器在使用過程中將 D-T,因?yàn)橹凶影l(fā)生器可能存在中子產(chǎn)額不穩(wěn)定的情況,這將會(huì)對D-T 中子發(fā)生器產(chǎn)生的中子場,本課題組前期使用富氫材料為快融石英玻璃為探測介質(zhì),采用閃爍體探測器加切倫科夫探測器D-T 中子發(fā)生器的中子通量[45],結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中子活化在線分析儀在配料中的應(yīng)用[J]. 張偉,謝景為. 建材與裝飾. 2018(43)
[2]中子、質(zhì)子、重離子治癌的原理及應(yīng)用建議[J]. 張涵瑜. 科技與創(chuàng)新. 2018(02)
[3]載釓液閃探測器的穩(wěn)定性測試與探測效率刻度[J]. 王力,杜強(qiáng),康克軍,岳騫. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(07)
[4]金剛石中子探測器穩(wěn)定性和探測效率測試[J]. 曹曉巖,李桃生,李雅男,洪兵,王飛鵬,趙柱民,尚愛國. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2016(09)
[5]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)
[6]用于脈沖n/γ混合場中n、γ甄別的新型探測器的研究[J]. 單卿,賈文寶,凌永生,黑大千,曾捷,魏勇紅,張焱. 原子能科學(xué)技術(shù). 2012(S1)
[7]3He正比計(jì)數(shù)器探測效率模擬及靈敏度刻度[J]. 劉應(yīng)都,張國強(qiáng),王宏偉,田文棟. 核技術(shù). 2012(03)
[8]高純鍺探測器探測效率的MCNP模擬[J]. 張建芳,趙廣義,王玉德,王明勇,馬玉剛,張慧. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2010(05)
[9]國產(chǎn)Am-Be中子源4.438 MeV γ射線與中子強(qiáng)度比值測量[J]. 劉鎮(zhèn)洲,陳金象,朱培,李永明,張國輝. 原子能科學(xué)技術(shù). 2008(04)
[10]核技術(shù)應(yīng)用研究中的蒙特卡羅計(jì)算問題[J]. 許淑艷,劉保杰. 核技術(shù). 2007(07)
博士論文
[1]釷基熔鹽堆中子能譜測量方法的研究[D]. 周雪梅.中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2013
碩士論文
[1]基于PGNAA技術(shù)的物料成分在線分析儀器中慢化及反射倍增體的研制[D]. 蔡平坤.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]涂硼MRPC熱中子探測器的研制[D]. 曾捷.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]碳化硅中子探測器的研究[D]. 胡青青.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[4]“核—光轉(zhuǎn)換”中子探測器的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 李波均.中國工程物理研究院 2012
[5]模擬炸藥及幾種相關(guān)物質(zhì)中氧元素探測技術(shù)研究[D]. 胡永波.中國工程物理研究院 2007
本文編號:3626821
【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)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
n-γ分辨快中子探測系統(tǒng)原理圖
HDPE 轉(zhuǎn)換層和不加 HDPE 轉(zhuǎn)換層的探測器的檢測性能[28]。都等人對3He 正比計(jì)數(shù)器的性能進(jìn)行研究,通過 GEANT4 軟件模擬研究在不化體包裹下,3He 正比計(jì)數(shù)器的探測效率與中子能量之間的關(guān)系,得到在相探測效率隨入射中子能量的升高而降低;當(dāng)中子能量相同時(shí),探測效率隨著而升高,當(dāng)聚乙烯大于 5cm 后,探測效率基本趨于穩(wěn)定。然后將探測器系統(tǒng)底的測量,得到在5.5cm聚乙烯下,3He正比計(jì)數(shù)器的中子靈敏度為91counts/n對含釓液閃探測器進(jìn)行了性能測試,通過對60Co 源的長時(shí)間測量,并對結(jié)果電荷積分,得到60Co 源特征峰峰位在誤差范圍內(nèi)具有很好的穩(wěn)定性,從而證間穩(wěn)定測量。然后通過串列靜電加速器產(chǎn)生能量為 2.46MeV、5.00MeV 和 14,通過 PSD 方法對信號進(jìn)行甄別,根據(jù)甄別因子與能量的分布的關(guān)系來分辨而得到探測器對于上述三種能量中子的探測效率。同時(shí)還證實(shí)含釓液閃探測 方法有較好的 n-γ 甄別能力,適用于極低通量下的快中子本底測量[30]。曹曉巖子探測器主要性能進(jìn)行了測試,對于能量為 14MeV 的中子,實(shí)驗(yàn)測得其探測-5,且具有性能穩(wěn)定性,然后通過模擬計(jì)算得到探測效率為 8.69×10-5,通過誤確定度為 9.38%,在不確定度范圍內(nèi)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)與模擬具有一致性[31]。胡青元
南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章 探測器介紹及相關(guān)參數(shù)模擬研究的組裝及工作原理介紹AA 技術(shù)的工業(yè)物料成分實(shí)時(shí)在線檢測儀器在使用過程中將 D-T,因?yàn)橹凶影l(fā)生器可能存在中子產(chǎn)額不穩(wěn)定的情況,這將會(huì)對D-T 中子發(fā)生器產(chǎn)生的中子場,本課題組前期使用富氫材料為快融石英玻璃為探測介質(zhì),采用閃爍體探測器加切倫科夫探測器D-T 中子發(fā)生器的中子通量[45],結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中子活化在線分析儀在配料中的應(yīng)用[J]. 張偉,謝景為. 建材與裝飾. 2018(43)
[2]中子、質(zhì)子、重離子治癌的原理及應(yīng)用建議[J]. 張涵瑜. 科技與創(chuàng)新. 2018(02)
[3]載釓液閃探測器的穩(wěn)定性測試與探測效率刻度[J]. 王力,杜強(qiáng),康克軍,岳騫. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(07)
[4]金剛石中子探測器穩(wěn)定性和探測效率測試[J]. 曹曉巖,李桃生,李雅男,洪兵,王飛鵬,趙柱民,尚愛國. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2016(09)
[5]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)
[6]用于脈沖n/γ混合場中n、γ甄別的新型探測器的研究[J]. 單卿,賈文寶,凌永生,黑大千,曾捷,魏勇紅,張焱. 原子能科學(xué)技術(shù). 2012(S1)
[7]3He正比計(jì)數(shù)器探測效率模擬及靈敏度刻度[J]. 劉應(yīng)都,張國強(qiáng),王宏偉,田文棟. 核技術(shù). 2012(03)
[8]高純鍺探測器探測效率的MCNP模擬[J]. 張建芳,趙廣義,王玉德,王明勇,馬玉剛,張慧. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2010(05)
[9]國產(chǎn)Am-Be中子源4.438 MeV γ射線與中子強(qiáng)度比值測量[J]. 劉鎮(zhèn)洲,陳金象,朱培,李永明,張國輝. 原子能科學(xué)技術(shù). 2008(04)
[10]核技術(shù)應(yīng)用研究中的蒙特卡羅計(jì)算問題[J]. 許淑艷,劉保杰. 核技術(shù). 2007(07)
博士論文
[1]釷基熔鹽堆中子能譜測量方法的研究[D]. 周雪梅.中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2013
碩士論文
[1]基于PGNAA技術(shù)的物料成分在線分析儀器中慢化及反射倍增體的研制[D]. 蔡平坤.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]涂硼MRPC熱中子探測器的研制[D]. 曾捷.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]碳化硅中子探測器的研究[D]. 胡青青.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[4]“核—光轉(zhuǎn)換”中子探測器的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 李波均.中國工程物理研究院 2012
[5]模擬炸藥及幾種相關(guān)物質(zhì)中氧元素探測技術(shù)研究[D]. 胡永波.中國工程物理研究院 2007
本文編號:3626821
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