基于~6Li中子探测器的蒙特卡洛模拟及实验测量

发布时间：2020-12-11 18:17

　　TMSR（钍基熔盐堆）中子物理实验装置为15MeV电子直线加速器驱动的白光中子源，采用15MeV电子束轰击圆柱形钨靶，通过韧致辐射和（,n）反应产生峰值能量在1MeV左右的中子,经过聚乙烯/石墨慢化以后，得到从0.025eV到15MeV的连续能量中子束，用于钍基熔盐堆（TMSR）钍-铀循环中的关键核数据截面的测量及中子探测器研究。中子注量率，能谱测量（利用飞行时间TOF技术），效率刻度是核数据测量的关键因素，在总截面及俘获截面的测量中，中子飞行时间TOF探测器以及伽马探测器的性能对于提高核数据的测量精度至关重要，6Li作为一个具有较高热中子反应截面的特殊核素之一，在热中子及共振中子截面测量中发挥了重要的作用，因此研究几种不同类型含6Li中子探测器的尺寸大小、本底情况和探测效率曲线就具有非常重要的意义。我们研究的碘化锂晶体（6LiI）、氟化锂粉末（6LiF（ZnS））和锂玻璃（Li Glass）热等中子探测器材料，具有中子探测效率高，探测器尺寸小等优点，它是目前制作技术成熟，用途广泛的中子探测器之一，例如在环境监测，国土安全，地质测井，中子成像等中子测量方面都有广泛应用。本工作从理论模拟... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 15MeV 电子加速器驱动的白光中子源
    1.2 中子探测器的发展
    1.3 本论文的研究目的、方法及内容
第二章 中子测量的理论基础和方法
    2.1 中子的基本性质
    2.2 中子与原子核相互作用
    2.3 中子源
    2.4 中子探测方法
第三章 闪烁体探测器
    3.1 闪烁体探测器基本知识
        3.1.1 闪烁体种类
        3.1.2 闪烁体的基本物理特性
    3.2 基于6Li 闪烁体探测器
        3.2.1 LiI（Eu）晶体、锂玻璃、LiF（ZnS）
        3.2.2 光电倍增管 CR173
        3.2.3 光电倍增管 ET9821B
第四章 蒙特卡洛方法及程序简介
    4.1 MCNP5 程序
    4.2 GEANT4 程序
第五章 蒙特卡洛模拟实验过程及分析
    5.1 6LiI 和natLiI 不同尺寸探测效率的模拟
    5.2 不同组分6Li 含量的 LiI 晶体的 MCNP5 及 GEANT4 探测器效率的模拟
    5.3 锂玻璃探测器探测效率的模拟
    5.4 LiF（ZnS）探测器探测效率的模拟
    5.5 组合探测器探测效率的模拟
    5.6 脉冲热中子堆实验的探测器本底和穿透效率模拟
第六章 探测器的组装测试及标准源的测量
    6.1 探测器组装示意图
    6.2 实验所用的放射性源
    6.3 实验的电子学和数据获取系统
    6.4 在线测试及数据处理
第七章 总结及展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
发表论文及完成技术报告


【参考文献】：
期刊论文
[1]6LiI/natLiI闪烁体探测器效率的模拟计算及实验测量[J]. 杜龙,常乐,王玉廷,张松,曹喜光,王宏伟,张国强,钟晨,李琛.  核技术. 2014(04)
[2]锂玻璃探测器中子探测效率的刻度[J]. 张奇玮,贺国珠,阮锡超,李霞,任杰,周祖英.  原子核物理评论. 2013(02)
[3]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏.  中国科学院院刊. 2012(03)
[4]~3He正比计数器探测效率模拟及灵敏度刻度[J]. 刘应都,张国强,王宏伟,田文栋.  核技术. 2012(03)
[5]~6Li 和 ~7Li 双玻璃闪烁体γ补偿法测量中子注量[J]. 汲长松,张淑兰,张树衡.  核电子学与探测技术. 1998(03)



本文编号：2911005