30B型六氟化铀运输桶外表面光子周围剂量当量率的模拟研究

发布时间：2020-11-16 06:22

　　随着国家核能不断的建设和发展,必然需要开采更多的核能资源,核材料的周转将更加频繁。六氟化铀作为基础的核材料,被广泛用于铀-235的浓缩、周转等环节。六氟化铀自身中含有放射性核素,使得运输六氟化铀的运输容器相当于一个辐射源,不断向其周边发出射线,从而产生外照射的辐射防护问题。为研究六氟化铀运输桶外表面的光子周围剂量当量率,选择应用最广的30B型运输桶作为研究对象。对国内外六氟化铀运输桶辐射屏蔽研究现状及其外表面辐射水平做了调研。基于EGSnrc蒙特卡罗程序模拟计算了50 ke V至3 Me V光子在六氟化铀、16Mn Dr材料中的质量减弱系数,以及光子穿过不同厚度六氟化铀、16Mn Dr材料时的光子周围剂量当量累积因子。依据EGSnrc蒙特卡罗程序模拟计算结果,采用数值计算方法给出了50 ke V至3 Me V的单个光子至30B型运输桶外表面不同距离处的剂量转换系数;同时,采用MCNP、FLUKA蒙特卡罗模拟程序对EGSnrc的计算结果进行了验证。通过验证,说明采用EGSnrc模拟计算所得结果是合理、可靠、准确的。最后,本文采用数值计算方法给出了U-234、U-235、U-238及其近代子体在30B型运输桶外表面不同距离处的转换系数;装载六氟化铀不同时间后,30B型运输桶外表面的光子周围剂量当量率;以及在储存不同时间后再卸载时,空的30B运输桶外表面的光子周围剂量当量率。通过本文的研究分析,基于EGSnrc蒙特卡罗模拟程序计算所得结果用于计算30B型六氟化铀运输桶外表面的光子周围剂量当量率是可行的,也是比较快速的方法,可以为30B型以及其他型号运输桶的辐射防护提供有力的技术支持。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TL21
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章六氟化铀的辐射特性
    2.1 六氟化铀的性质
    2.2 六氟化铀中的放射性核素
    2.3 六氟化铀运输桶型号
    2.4 30B型运输桶中六氟化铀的辐射特性
    2.5 本章小结
第三章辐射剂量学常用量及其蒙特卡罗模拟
    3.1 注量与注量谱分布
    3.2 质量减弱系数
    3.3 质能吸收系数
    3.4 阻止本领
    3.5 累积因子
    3.6 吸收剂量与吸收剂量率
    3.7 周围剂量当量与周围剂量当量率
    3.8 本章小结
第四章蒙特卡罗程序
    4.1 EGSnrc蒙特卡罗程序
    4.2 EGS5程序
    4.3 MCNP程序
    4.4 FLUKA程序
    4.5 本章小结
第五章模型建立及模拟计算
    5.1 模拟内容的确立
    5.2 质量减弱系数模拟计算的几何模型及计算
    5.3 光子的周围剂量当量累积因子模拟计算的几何模型及计算
    5.4 30B型运输桶（满载）外表面光子周围剂量当量率的计算模型
    5.5 30B型运输桶（空载）外表面光子周围剂量当量率的计算模型及计算
    5.6 光子周围剂量当量累积因子的应用及验证
    5.7 本章小结
第六章结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
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