基于CARR堆PGNAA系统屏蔽设计与模拟计算

发布时间：2020-12-09 00:04

　　瞬发伽马中子活化分析(PGNAA, Prompt Gamma Neutron Activation Analysis)是基于俘获中子发生核反应产生瞬发γ特征射线的核分析技术,具有较高的灵敏度和非破坏性等优点,其应用范围日益广泛。本论文以中国原子能科学研究院(CIAE, China Institute of Atomic Energy)的先进研究堆(CARR, China Advance Research Reactor)中子活化分析平台基础建设项目为依托,以满足热中子瞬发伽马活化分析系统建设的迫切需要为目标,在参考国际上先进实验室的PGNAA系统建设经验基础上,完成了按高标准要求建立CARR堆中子瞬发伽马活化分析系统的设计。论文的研究目的是：采用蒙特卡洛方法为该装置系统进行屏蔽设计,确定装置的整体结构。根据CARR堆的源项数据,使用MCNP5版蒙特卡罗程序,对PGNAA系统装置进行较为细化的模拟计算,基本确定了系统装置的屏蔽材料和相关部件几何参数。为该系统顺利建设提供技术参考数据。本论文开展的工作主要有以下几个部分：(1)根据中子和光子与物质相互作用特性的不同,模拟了待选的几种屏蔽材料... 

【文章来源】：成都理工大学四川省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３－１?ＣＡＲＲ堆平面图和立体图??

?屏蔽体材料为正方形结构，其边长为２〇ｘ２０ｃｍ，厚度为２８ｃｍ，同时沿着厚度分??割成２８层，每层厚度为１ｃｍ，Ｙ射线沿着左侧入射。屏蔽体模型如下图３－１１所??勺、－〇??铅屏蔽材料??旦圓??图３－ｎ?ＭＣＮＰ模拟屏蔽材料模型图??■?依据蒙特卡罗计算思想：每层计数面的光子通量，编号为，＇的平面光子通量??表达式为：??苗’二?Ｊ?点＇）心左却也＊?（３－４）??式中，＾计数面的面积；￡：光子能量；／；时间；光子轨迹矢量与计数面法??线方向夹角余弦值。??通过ＭＣＮＰ５程序中Ｃｎ卡，将面通量计数器的计数区域分为透射计数区域??和散射计数区域。通过模拟计算得到Ｆ１的计算误差小于１０％，在此误差之内，??Ｆ１的值小于ｌｘｉ〇－６时，可人为粒子的透射几率基本为零，不再进行计算。下??列图３－口？图３－１７为模拟各个能量区间下不同屏蔽材料的透射率情况。程序参??见附录Ｂ。??２４??

个垂直福照孔道，还装配了一些其他领域应用的垂直孔道。水平孔道摆放位置为??切向堆芯方向，从而可１＾较大的减少快中子和Ｙ射线带来较高本地的影响。ＣＡＲ民??堆平面图和立体图如图３－１所示。??顯戀??图３－１?ＣＡＲＲ堆平面图和立体图??如图３－１左侧图，ＨＴ２水平孔道即中子多过滤束水平孔道用作热中子瞬发??ｙ活化分析的专用孔道，其孔道的反应堆入口处位于重水反射层中，与堆芯切向??直线距离为４６ｃｍ，孔道入口截面为ｌＯｘ＇ｌＯｃｒｎ２，其重水层内最大未扰热中子通量??可达到５ｘ１０＂?ｎ／（ｃｍ２，ｓｅｃ）。根据ＣＡ民民堆内ＨＴ２孔道入口处其中子与光子能谱??与方向角分布如图３－２？图３－５所示。??１３??


本文编号：2905918