快中子多重性计数器测量Pu样品质量的模拟计算

发布时间：2021-07-30 19:24

　　依据Pu材料自发裂变和诱发裂变原理,推导了钚材料的快中子多重性测量方程。采用蒙特卡罗方法和Geant4程序,对含有24个探头的3×8液闪探测系统在有效测量空间范围内的快中子探测效率进行了模拟计算,分析了该系统探测效率的均匀性;在此基础上,针对5种不同丰度、不同密度的钚样品,利用本文建立的钚材料快中子多重性测量方程,计算得到了样品质量修正因子随增殖系数M及（α,n）中子与自发裂变中子之比α变化的拟合方程,并用这些拟合方程对质量小于5 kg的Pu材料的计算质量进行了修正。结果表明,修正后,计算质量与样品质量之间的相对偏差小于6%。 

【文章来源】：现代应用物理. 2020,11(01)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

模拟搭建的快中子多重性计数器

模拟研究发现,设定的样品初始质量与模拟得到的求解质量之间存在偏差,且偏差与样品质量有关。总体上讲,偏差随设定质量的增大而增大,其中,M和α的变化对求解质量的影响最为明显。模拟设置不同丰度、不同质量的金属Pu,定义真实质量与求解质量的比值为质量修正因子Rm,以Rm作为纵坐标,以方程计算得到的M值作为横坐标,对模拟结果进行标绘和拟合,得到不同样品的质量修正因子与增殖系数之间的关系,如图3所示。图3中,样品a, b, c, d, e的密度分别为19.8, 19.8, 19.8, 15.0, 10.0 g·cm-3,相应的Pu丰度分别为90%, 50%, 10%, 90%, 90%。对各测量点进行拟合,得到拟合方程为Rm=-0.663 9+ 3.013 22 M-1.643M2+0.308 03M3,拟合优度为0.946。此方程即为该探测系统的增殖系数修正方程。

按照上述相同的方式对模拟结果进行α系数修正,得到不同样品的质量修正系数与α之间的关系,如图4所示。图4中的拟合方程为Rm=0.984 19+1.579 74α+0.118 33α2,拟合优度为0.984。此方程即为该探测系统的α系数修正方程。


本文编号：3311984