反冲质子法快中子能谱测量及解谱技术研究

发布时间：2021-07-30 18:56

　　中子能谱测量是一项基础性研究工作,在核物理研究、反应堆控制、核辐射防护等方面具有重要应用,一直以来很受重视。基于液体闪烁体探测器的反冲质子法快中子能谱测量主要由n-y甄别、反冲质子谱测量、探测器响应函数模拟计算和中子能谱解谱几个部分组成。其中n-γ甄别和解谱是研究的重点和难点。n-y甄别的效果决定了中子能谱测量的准确性,而低能段的n-y甄别效果一直以来不是很好,这与探测器、实验方法、实验设备等因素有关。提高低能段的n-y甄别效果是本论文的研究重点之一。中子能谱解谱是一个求解不适定问题的反演计算问题,需采用特定的计算方法实现。国内的解谱工作相比国际先进水平在精度、准确度方面存在较大差距,提高解谱的精度和准确度,是本论文的另一研究重点。采用过零时间法和电荷比较法两种波形甄别方法实现了n-y甄别。使用241Am-Be中子源对过零时间法测量系统进行了测试,得到了过零时间和能量的二维谱。通过和参考文献比较不同能点处的品质因子（FOM）,表明了该系统在低能段有更好的n-y甄别效果。通过对实验数据的分析确定了该系统n-y甄别的中子能量下限为0.4MeV,与之前结果（0.5MeV）相比降低了O.1Me... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 n-γ甄别技术研究现状
        1.2.2 中子能谱解谱技术研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 小结
第二章 中子及中子能谱测量技术概述
    2.1 中子的基本性质
    2.2 中子的分类
    2.3 中子源
        2.3.1 同位素中子源
        2.3.2 加速器中子源
        2.3.3 反应堆中子源
        2.3.4 散裂中子源
    2.4 中子能谱测量方法
        2.4.1 氢反冲法
        2.4.2 飞行时间法
        2.4.3 核反应法
        2.4.4 阈探测器法
        2.4.5 晶体衍射法
    2.5 小结
第三章 n-γ甄别和反冲质子谱测量
    3.1 闪烁体探测器简介
        3.1.1 闪烁体探测器的组成和工作原理
        3.1.2 闪烁体的分类
        3.1.3 液体闪烁体探测器
    3.2 n-γ甄别原理简介
    3.3 过零时间法n-γ甄别实验
        3.3.1 过零时间法甄别原理
        3.3.2 实验设备
        3.3.3 实验方法
        3.3.4 实验结果和讨论
        3.3.5 结论
    3.4 电荷比较法n-γ甄别实验
        3.4.1 电荷比较法甄别原理
        3.4.2 实验设备
        3.4.3 实验方法
        3.4.4 实验结果和讨论
        3.4.5 结论
    3.5 反冲质子谱测量
        3.5.1 实验原理
        3.5.2 实验装置
        3.5.3 实验方法
        3.5.4 实验结果
    3.6 小结
第四章 响应函数计算
    4.1 蒙特卡洛方法概述
        4.1.1 蒙特卡洛方法的基本思想
        4.1.2 蒙特卡洛方法的解题思路
    4.2 Nresp7程序介绍
    4.3 响应函数计算结果
        4.3.1 ~(241)Am-Be中子源测量条件下的响应函数计算
        4.3.2 ~(252)Cf中子源测量条件下的响应函数计算
        4.3.3 D-T中子源测量条件下的响应函数计算
        4.3.4 D-D中子源测量条件下的响应函数计算
        4.3.5 计算结果验证
    4.4 小结
第五章 中子能谱解谱
    5.1 中子能谱解谱简介
    5.2 GRAVEL解谱方法
    5.3 解谱结果
        5.3.1 ~(241)Am-Be源中子能谱
        5.3.2 ~(252)Cf源中子能谱
        5.3.3 D-T源中子能谱
        5.3.4 D-D源中子能谱
    5.4 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Study of n-γ discrimination for 0.4-1 MeV neutrons using the zero-crossing method with a BC501A liquid scintillation detector[J]. 陈永浩,雷家荣,张小东,安力,郑普,王新华,朱传新,何铁.  Chinese Physics C. 2013(04)
[2]利用252Cf快裂变室测量BC501A液闪探测器的相对探测效率和响应函数[J]. 言杰,李澄,刘荣,蒋励,鹿心鑫,王玫.  物理学报. 2011(03)
[3]Application of artificial neural networks for unfolding neutron spectra by using a scintillation detector[J]. YAN Jie1,2, LIU Rong1, LI Cheng2, JIANG Li1 & WANG Mei1 1 Institute of Nuclear Physics and Chemistry, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China; 2 Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2011(03)
[4]A comparison of n-γ discrimination by the rise-time and zero-crossing methods[J]. YAN Jie1,2*, LIU Rong2, LI Cheng1, JIANG Li2 & LU XinXin2 1 Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China; 2 Institute of Nuclear Physics and Chemistry, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2010(08)
[5]基于DP310采集卡的数字化n-γ甄别[J]. 袁永刚,雷家荣,白立新.  原子能科学技术. 2010(06)
[6]Measurement of the neutron spectrum of a Pu-C source with a liquid scintillator[J]. 王松林,黄翰雄,阮锡超,李霞,鲍杰,聂阳波,仲启平,周祖英,孔祥忠.  中国物理C. 2009(05)
[7]中国散裂中子源简介[J]. 韦杰.  现代物理知识. 2007(06)
[8]D-T中子照射下贫化铀球、钒球介质内中子能谱和伴生γ能谱测量[J]. 郭海萍,安力,王新华,牟云峰,朱传新,陈渊.  原子能科学技术. 2007(03)
[9]中国散裂中子源（CSNS）——多学科应用的大科学平台[J]. 张杰.  中国科学院院刊. 2006(05)
[10]含氢介质内中子能谱测量[J]. 安力,陈渊,郭海萍,牟云峰,王新华,朱传新.  原子能科学技术. 2004(S1)

博士论文
[1]加速器驱动洁净核能系统中子能谱测量的叠层探测技术研究[D]. 李义国.中国原子能科学研究院 2004

硕士论文
[1]基于信赖域算法的中子能谱反演方法研究[D]. 林存宝.国防科学技术大学 2011
[2]数字化中子谱仪有关技术研究[D]. 瞿金辉.成都理工大学 2008
[3]介质内100keV-2 MeV中子能谱测量技术研究[D]. 王新华.兰州大学 2008



本文编号：3311942