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核电厂无源启动中子探测器选型与试验研究

核动力工程 2022年第3期43卷 139-143页

作者：蒋天植李彪张芸王银丽李文平黄有骏沈峰孙聪健电子科技大学自动化工程学院成都611731 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中核控制系统工程有限公司北京100176

为监测核电厂首循环装料、停堆以及启动过程中的堆芯状态,国内外核电厂一般在堆芯引入2个一次中子源组件,但一次中子源均为国外进口,存在进口受限的问题。为解决此问题,研究首循环取消一次中子源组件,采用燃料组件自发裂变产生的中子作... 详细信息

为监测核电厂首循环装料、停堆以及启动过程中的堆芯状态,国内外核电厂一般在堆芯引入2个一次中子源组件,但一次中子源均为国外进口,存在进口受限的问题。为解决此问题,研究首循环取消一次中子源组件,采用燃料组件自发裂变产生的中子作为启动用中子源。燃料组件自发裂变产生的中子强度远低于一次中子源。针对以上情况,需在堆外采用更高灵敏度的探测器进行中子注量率的监测。本文在分析各种高灵敏度探测器基本原理的基础上,给出高灵敏度中子探测器的选型建议,并对其性能进行了试验验证,试验结果表明:^(3)He正比计数管即使在γ剂量率大于0.1 Gy/h时,设置合适的甄别电压,也可以有效甄别γ噪声,试验验证的最大γ剂量率为1.0 Gy/h。

关键词：无源启动中子探测器正比计数管高灵敏度

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中子诱发轻带电粒子出射核反应实验研究进展

中国科学：物理学、力学、天文学 2020年第5期50卷 35-49页

作者：张国辉北京大学物理学院重离子物理研究所核物理与核技术国家重点实验室北京100871

本文介绍了中子诱发轻带电粒子出射核反应(n,lcp)研究的科学意义、研究方法和实验难点,对国际与国内的相关研究情况进行了比较全面的综述.对国际上基于n_TOF,LANSCE,ORELA和GELINA等中子源所进行的有关实验研究工作进行了系统的介绍,对... 详细信息

本文介绍了中子诱发轻带电粒子出射核反应(n,lcp)研究的科学意义、研究方法和实验难点,对国际与国内的相关研究情况进行了比较全面的综述.对国际上基于n_TOF,LANSCE,ORELA和GELINA等中子源所进行的有关实验研究工作进行了系统的介绍,对国内的实验研究进行了全面介绍,对北京大学团队多年来基于4.5 MV静电加速器以及近年来基于北京HI-13串列加速器、中国散裂中子源反角白光中子源CSNS Back-n等中子源上所开展的实验研究工作进行了重点介绍.最后对国内今后在该研究方向的发展做了展望.

关键词：中子轻带电粒子核反应实验测量

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中子和伽马射线综合屏蔽材料研究进展

材料导报 2018年第7期32卷 1107-1113页

作者：何林蔡永军李强中国工程物理研究院材料研究所江油621907

核屏蔽设计的主要任务是屏蔽中子和γ射线,因此,兼具中子和γ射线综合屏蔽性能的屏蔽材料无疑是核屏蔽设计时的最佳选择。本文主要针对中子和γ射线综合屏蔽材料的种类、基质材料和性能进行了分析和综述,探讨了现有中子和γ射线综合屏... 详细信息

核屏蔽设计的主要任务是屏蔽中子和γ射线,因此,兼具中子和γ射线综合屏蔽性能的屏蔽材料无疑是核屏蔽设计时的最佳选择。本文主要针对中子和γ射线综合屏蔽材料的种类、基质材料和性能进行了分析和综述,探讨了现有中子和γ射线综合屏蔽材料存在的主要问题,认为屏蔽材料的屏蔽性能与其他性能(如力学性能、耐热性等)之间的矛盾是屏蔽材料需要解决的关键问题。最后,展望了未来中子和γ射线综合屏蔽材料的研究方向,指出结构功能一体化屏蔽材料的研究应用是未来一大发展趋势。

关键词：中子 γ射线核辐射屏蔽材料屏蔽混凝土硼钢铅硼聚乙烯

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中子诱发伽马产生截面测量中的谱分析技术

物理学报 2024年第7期73卷 124-133页

作者：肖石良王朝辉吴鸿毅陈雄军孙琪谭博宇王昊齐福刚湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 中国原子能科学研究院核数据重点实验室北京102413

在中子反应截面测量中,瞬发γ射线法是一种通过测量核反应放出的特征γ射线来得到截面数据的方法,这种方法能够避免竞争反应道产生的干扰.但是瞬发γ射线法为在线实验,本底来源丰富,造成了在线实验谱分析难度大,结果不确定性高.本文研... 详细信息

在中子反应截面测量中,瞬发γ射线法是一种通过测量核反应放出的特征γ射线来得到截面数据的方法,这种方法能够避免竞争反应道产生的干扰.但是瞬发γ射线法为在线实验,本底来源丰富,造成了在线实验谱分析难度大,结果不确定性高.本文研究了使用瞬发γ射线法测量中子诱发伽马产生截面的谱分析技术,总结了中子诱发伽马产生截面测量中不同特征峰形成的物理过程,降低了在线实验谱处理过程中计算效应峰净面积的不确定度.通过采用各种响应函数来对全能峰、本底以及干扰因素进行拟合的方法,精确提取了效应峰的净面积.针对弱峰的净面积,本方法可将峰区域选取引起的波动从30%降低到1%以内,且净面积拟合值与理论值的差距与统计不确定度相当;对于解重峰,本方法所得结果与理论值差距显著低于1%.通过效率曲线分析、拟合优度计算等方法同时验证了谱分析方法的可靠性.

关键词：瞬发γ射线法伽马产生截面谱分析中子高纯锗

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中子及伽马射线复合屏蔽材料的研究进展

功能材料 2021年第3期52卷 3001-3015页

作者：赵盛霍志鹏钟国强张宏胡立群中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

原子能工业的日益发展带来了核泄漏、核污染等安全隐患,人们必须采取严密的防护措施来保障涉核人员的身体健康和环境安全。众多核辐射类型中,中子和γ射线穿透性最强,屏蔽难度最大。然而,传统的中子屏蔽材料如硼、水、聚乙烯和伽马屏蔽... 详细信息

原子能工业的日益发展带来了核泄漏、核污染等安全隐患,人们必须采取严密的防护措施来保障涉核人员的身体健康和环境安全。众多核辐射类型中,中子和γ射线穿透性最强,屏蔽难度最大。然而,传统的中子屏蔽材料如硼、水、聚乙烯和伽马屏蔽材料如铅、铁、钨等屏蔽功能单一,屏蔽性能有限,有的热力学性能不佳,难以满足现代辐射防护的要求。在这方面,复合材料可以集中各原材料的优点,取长补短,使得综合性能和应用范围优于各原材料。目前,已有大量复合屏蔽材料被开发和应用。按照基体不同可分为:(1)聚合物基复合屏蔽材料;(2)金属基复合屏蔽材料;(3)屏蔽混凝土;(4)玻璃基复合屏蔽材料;(5)陶瓷基复合屏蔽材料。根据国内外复合屏蔽材料的研究现状,综述了近几年来复合屏蔽材料的研究进展,简要概述了中子和伽马射线与原子相互作用的原理,总结了每种类型的复合屏蔽材料的研究内容和特点,分析了目前复合屏蔽材料研究中有待解决的问题并展望了未来的研究趋势。

关键词：核辐射中子伽马射线辐射防护复合屏蔽材料

基于脉冲中子源法的CiADS反应性测量蒙卡模拟分析

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原子核物理评论 2022年第1期39卷 127-133页

作者：李翔张勋超贾欢何源中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049

脉冲中子源法(PNS)是加速器驱动次临界系统反应性测量的一种重要技术。利用蒙卡软件建立Ci ADS次临界反应堆模型,模拟注入脉冲质子束的过程,获得的中子通量的时间演化谱。采用Python语言编程实现脉冲叠加过程,给出稳定缓发中子本底,实... 详细信息

脉冲中子源法(PNS)是加速器驱动次临界系统反应性测量的一种重要技术。利用蒙卡软件建立Ci ADS次临界反应堆模型,模拟注入脉冲质子束的过程,获得的中子通量的时间演化谱。采用Python语言编程实现脉冲叠加过程,给出稳定缓发中子本底,实现脉冲中子源法的次临界反应堆的反应性测量模拟,给出脉冲周期注入下堆芯不同位置处的中子变化情况。利用PNS面积比方法模拟了CiADS堆芯在不同次临界度和探测位置下的反应性,并与基准数值做了对比。研究表明了该方法在较高的有效增殖因数(k_(eff)>0.94)下,可以较为准确地测量次临界反应堆的反应性,探测器在散裂靶附近位置的结果显示出较强的空间效应,需要开展实验验证,目前考虑测量结果的稳定性,宜布置在燃料外区或反射层组件中,可为下一步CiADS反应性测量技术方案制定有益的参考。

关键词：中子反应性面积比法 CiADS PNS

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稀土基中子和伽马复合屏蔽材料研究进展

化学进展 2023年

作者：鲁义东霍志鹏钟国强张宏胡立群中国科学院合肥物质科学研究院中国科学技术大学

随着航空航天、核技术等领域的发展和核能的广泛利用，对核辐射屏蔽材料的性能也提出更高的要求。核反应中产生中子、伽马射线的穿透能力较强，危害较大，所以对于中子、伽马辐射屏蔽材料的研究成为辐射防护研究的重点。稀土元素具有较... 详细信息

随着航空航天、核技术等领域的发展和核能的广泛利用，对核辐射屏蔽材料的性能也提出更高的要求。核反应中产生中子、伽马射线的穿透能力较强，危害较大，所以对于中子、伽马辐射屏蔽材料的研究成为辐射防护研究的重点。稀土元素具有较高的中子吸收截面和高原子序数，逐渐被科研人员重视并应用于中子、伽马辐射屏蔽材料的研发中。本文简述了稀土材料在辐射屏蔽材料领域的应用，介绍了稀土元素与中子和伽马射线的作用原理；根据基体材料的类别将稀土基中子和伽马辐射屏蔽材料分为稀土金属基、稀土聚合物基、稀土玻璃基三类，分别介绍了三类稀土基复合屏蔽材料的研究进展，并分析了稀土材料用于中子、伽马辐射屏蔽存在的问题与展望。

关键词：稀土辐射屏蔽中子伽马

考虑旋转中心标定误差的中子偏置CT扫描成像方法

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光学学报 2023年

作者：林强马泽明刘斌王文健丁昊昊杨民西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室摩擦学研究所北京航空航天大学机械工程及自动化学院中国工程物理研究院核物理与化学研究所西南交通大学唐山研究院

中子偏置CT扫描是一种有效的大尺寸样品层析检测方法，但投影数据截断会导致较大的CT系统转台旋转中心标定误差，严重影响成像质量。利用投影数据对称性原理，提出了一种计算旋转中心左侧和右侧投影数据和之间方差的偏置CT扫描旋转中心... 详细信息

中子偏置CT扫描是一种有效的大尺寸样品层析检测方法，但投影数据截断会导致较大的CT系统转台旋转中心标定误差，严重影响成像质量。利用投影数据对称性原理，提出了一种计算旋转中心左侧和右侧投影数据和之间方差的偏置CT扫描旋转中心精确标定算法。设计了对称补数据重建算法和投影数据预处理重建算法，验证得到对称补数据重建算法对于旋转中心标定误差更为敏感，较小的误差值会导致补齐后投影数据出现拼接缝以及拼接错位问题。提出了一种中子投影数据噪声仿真方法，设计三维仿真模体验证了所提出标定算法与投影数据预处理重建算法在不同旋转中心偏置大小以及不同强度投影噪声条件下的性能优势。基于反应堆中子源开展了中子偏置CT扫描成像验证实验，获得了样品清晰的内外部结构细节，中子CT成像系统的成像视野扩大了31.4%。

关键词： CT成像图像重建技术中子偏置扫描旋转中心

反应堆堆芯中子-温度测量探测器研制改进及试验验证

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核动力工程 2021年第2期42卷 105-109页

作者：马晓宇邓涛中国核工业集团有限公司北京100045

反应堆堆芯中子-温度测量探测器组件是集成了铑自给能中子探测器与热电偶温度计的一体化探测器。该组件可同时测量堆芯中子注量率和燃料组件出口温度。本文重点介绍了堆芯中子-温度测量探测器组件研制过程中的设计方案,针对假想事故条... 详细信息

反应堆堆芯中子-温度测量探测器组件是集成了铑自给能中子探测器与热电偶温度计的一体化探测器。该组件可同时测量堆芯中子注量率和燃料组件出口温度。本文重点介绍了堆芯中子-温度测量探测器组件研制过程中的设计方案,针对假想事故条件下可能出现的短路风险,提出优化结构和加工工艺的改进方案,并通过试验验证了方案的有效性,无限振动试验、拉力、热老化和辐照老化等试验结果表明探测器电气连续性能正常,绝缘电阻大于1 G?。设计和工艺改进方案满足探测器技术规格书的要求。

关键词：堆芯中子温度探测器改进