低能电子辐照型加速器的屏蔽优化设计及其剂量场分布的研究

发布时间：2020-06-17 16:41

【摘要】：随着科技的不断进步,辐照行业也像一颗冉冉升起的新星,不断发展壮大,涉及的领域也越来越广泛。从开始的Co-60伽马辐照到现在的大型电子辐照加速器的成功运行,从辐照育种、杀菌消毒到现在的材料改性、电缆辐照等,辐射已经不再是核能、医学摄影等的敏感词汇。辐射防护是辐照领域一直关注的重要的安全要求。对于Co-60伽马辐照来说,源项比较明确,防护也很成熟,而辐照型电子直线加速器的辐射源项不确定,从而防护起来也会遇到各种不同的问题。加速器的辐射屏蔽优化一直是需要解决的问题,尽量完美地符合“辐射防护三原则”,设计出既经济又有效的屏蔽方法是非常有意义的。 本文叙述了对一台10MeV的辐照型电子直线加速器迷道出口处的剂量率所进行的经验公式计算和蒙特卡罗(Monte Carlo, Fluka)模拟,结合伽马探测器和微型数据采集器Mini-DDL (Mini Digital Data Logging)的连续实时测量结果进行了对比分析。分析结果显示,只要在迷道门处增加一个拐弯,就增加一次反散射,出口处的剂量率会下降一个量级以上,使其不仅低于剂量限值而且合理地达到尽可能低。这个结果是在基本没有增加额外成本的基础上实现的,符合辐射防护ALARA(as low as reasonably achievable)原则,为以后加速器的屏蔽设计提供了很好的参考。 本文还对有关文献提出的靶物质的Z值不同,辐射的发射率也不同的观点进行了研究,利用蒙卡方法MCNP程序对不同的Z值得靶物质进行了电子打靶模拟,并在照射不同货物时进行实时监测,结果发现随着Z值得升高,发射率升高,符合相关经验公式的计算结果。本文给出了一些常见物质相对高Z物质的参考修正因子,并且都是偏保守的。 对于加速器辐照室中中子的生成和迷道内中子剂量场的分布问题,本文略有涉及,但是数据缺乏可靠性,虽然不能给出参考,但是为以后的实验研究指明了方向。 希望本文中通过对辐射屏蔽的一些计算和测量给出的建议能够在以后的类似加速器的设计和辐射防护的优化有所帮助,也期望本文未能明确的问题能够被解决,在为相关工作提供参考的同时也为加速器事业的发展贡献绵薄之力。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL53

【参考文献】

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本文编号：2717870