熱中子照相作為一種重要的無損檢測技術(shù),在航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國土安全等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。為了推進(jìn)熱中子照相技術(shù)的推廣應(yīng)用,需要發(fā)展小型化可移動式中子照相系統(tǒng)。蘭州大學(xué)已成功研制了緊湊型D-D中子發(fā)生器,為發(fā)展小型化熱中子照相奠定了小型可控中子源基礎(chǔ)。D-D中子發(fā)生器產(chǎn)生的中子為能量約2.5MeV的快中子,為了利用其開展熱中子照相,需要將D-D快中子慢化準(zhǔn)直以得到滿足需要的熱中子束。本論文將:基于蘭州大學(xué)已經(jīng)研制成功的緊湊型D-D中子發(fā)生器,開展用于熱中子照相的慢化準(zhǔn)直屏蔽體的模擬研究和設(shè)計(jì),為下一階段發(fā)展基于緊湊型D-D中子發(fā)生器的小型化熱中子照相系統(tǒng)做準(zhǔn)備。在總結(jié)中子慢化相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,采用MCNP5程序,建立了D-D中子源模型、模擬幾何模型和材料模型,針對聚乙烯（PE）、水（H₂O）、重水（D₂O）、石墨（C）等材料,開展了中子輸運(yùn)模擬研究,通過材料對中子的慢化特性研究,確定將選用PE或D₂O作為主慢化體材料,其中PE的厚度應(yīng)選在5-8cm范圍,D₂O厚度應(yīng)不小于10cm�；�... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 中子照相技術(shù)簡介
        1.1.1 中子照相原理及分類
        1.1.2 中子照相發(fā)展歷程
        1.1.3 中子照相技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 中子源綜述
        1.2.1 同位素中子源
        1.2.2 反應(yīng)堆中子源
        1.2.3 加速器中子源
    1.3 中子照相的應(yīng)用前景
        1.3.1 材料科學(xué)研究中的應(yīng)用
        1.3.2 燃料電池檢測
        1.3.3 植物生物學(xué)研究方面的應(yīng)用
        1.3.4 國土安全與違禁品檢測
    1.4 論文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 D-D快中子慢化模擬研究及慢化材料篩選
    2.1 中子慢化相關(guān)理論
    2.2 緊湊型D-D中子發(fā)生器簡介
    2.3 蒙特卡羅方法及MCNP程序簡介
    2.4 D-D中子慢化模擬及慢化材料的篩選
        2.4.1 D-D源模型建立
        2.4.2 幾何模型建立
        2.4.3 模擬計(jì)算結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于緊湊型D-D中子源的慢化準(zhǔn)直屏蔽體設(shè)計(jì)及中子束特性研究
    3.1 熱中子照相相關(guān)理論及對中子束的要求
        3.1.1 透射式熱中子照相原理及對熱中子束注量率和能譜要求
        3.1.2 準(zhǔn)直器對成像質(zhì)量的影響
    3.2 熱中子照相慢化準(zhǔn)直屏蔽體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及模擬模型建立
    3.3 中子慢化準(zhǔn)直屏蔽體模擬研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.3.1 方案1:基于重水(D_2O)為主慢化體方案及模擬研究
        3.3.2 方案2:基于聚乙烯作為主慢化體方案及模擬研究
    3.4 總結(jié)與討論
第四章 熱中子成像初步模擬研究
    4.1 模擬程序Geant4簡介
    4.2 成像系統(tǒng)布置及模擬模型建立
        4.2.1 成像系統(tǒng)初步方案
        4.2.2 模擬模型的建立
    4.3 模擬成像結(jié)果及討論
        4.3.1 平行單能熱中子束成像模擬結(jié)果及討論
        4.3.2 平行慢化準(zhǔn)直中子束成像模擬結(jié)果及討論
        4.3.3 比較研究及相關(guān)問題討論
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
在校期間的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國散裂中子源的多學(xué)科應(yīng)用[J]. 程賀,張瑋,王芳衛(wèi),陳延偉.  物理. 2019(11)
[2]Monte Carlo simulation of fast neutron-induced fission of 237Np[J]. 劉昌奇,韋崢,韓超,黃暢,黃智武,馬占文,張雙佼,彭少華,李衛(wèi)敏,白曉厚,王俊潤,盧小龍,張宇,徐大鵬,蘇小東,姚澤恩.  Chinese Physics C. 2019(06)
[3]基于可移動緊湊加速器D-T中子源的熱中子層析實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王勝,尹偉,劉斌,李航,孫勇,曹超,吳洋,霍合勇,朱世雷,婁本超,伍春雷,唐彬.  原子能科學(xué)技術(shù). 2019(04)
[4]核燃料元件三維中子成像定量無損檢測方法研究[J]. 魏國海,陳東風(fēng),韓松柏,劉蘊(yùn)韜,武梅梅,賀林峰,王雨.  核動力工程. 2017(S1)
[5]Contrast sensitivity in 14 MeV fast neutron radiography[J]. Chang-Bing Lu,Jie Bao,Ying Huang,Peng Xu,Xiong-Jun Chen,Qi-Wei Zhang,Xi-Chao Ruan.  Nuclear Science and Techniques. 2017(06)
[6]中國散裂中子源[J]. 陳和生.  現(xiàn)代物理知識. 2016(01)
[7]電子直線加速器驅(qū)動的光中子源裝置的研制[J]. 王宏偉,陳金根,蔡翔舟,林作康,馬余剛,張桂林,李琛,方德清,張松,張國強(qiáng),曹喜光,鐘晨,盧飛,曹云,胡瑞榮,金江,胡建輝,陳偉良,黃建平,王納秀,韓建龍,康國國,杜龍,王玉廷,朱亮,常樂,周晨升.  核技術(shù). 2014(10)
[8]厚靶T（d,n）~4He反應(yīng)加速器中子源的中子產(chǎn)額、能譜和角分布[J]. 姚澤恩,岳偉明,羅鵬,譚新健,杜洪新,聶陽波.  原子能科學(xué)技術(shù). 2008(05)
[9]熱中子照相成像系統(tǒng)的研制[J]. 唐彬,張松寶,李西安,夏明.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2006(01)

碩士論文
[1]基于熱中子的瞬發(fā)伽馬射線活化成像技術(shù)的模擬研究[D]. 耿書群.南京航空航天大學(xué) 2018



本文編號：3718851