神龙一号加速器进行核材料检测的可行性初步研究

摘要

核安全是关系国土安全的重要问题之一,而核材料的检测是核安全领域的一个研究热点.神龙一号加速器可以产生大剂量的脉冲高能X射线和光中子.为了研究神龙一号加速器进行核材料检测的可行性,利用蒙特卡洛模拟软件计算了神龙一号加速器产生的脉冲X射线和光中子的特性.计算表明X射线的脉冲宽度约为70ns,每个脉冲中能量大于5MeV的X射线可以达到约3.0×1014;光中子的脉冲宽度约为100ns,能谱为白光谱,主要在1MeV以下,其产额达到1011数量级.同时本文计算了铅、聚乙烯、235U和238U等材料对高能X射线/光中子的响应.计算结果表明,高能X射线和光中子都可以诱发核材料裂变,裂变过程中产生的部分瞬发中子的能量大于诱发源的最大能量,而缓发中子在时间和能量结构上具有特殊性,可以作为核材料的"指纹"信号,从而验证了神龙一号加速器进行核材料检测的可行性.