D-D/D-T中子发生器伴随粒子法中子产额测量及其n/γ场的蒙特卡罗模拟研究

摘要

首先研究了D-D/D-T中子发生器中子产额及中子注量率监测的伴随粒子法测量方法，在研究了135°伴随粒子法中子产额及中子注量率监测各向异性修正因子计算的理论和方法的基础上，利用Matlab软件平台，分别发展了用于D-D和D-T中子监测的伴随粒子测量法各向异性修正因子的计算程序DDApRRR.m和DTAaaa.m。应用所开发的计算机程序，分别计算给出了厚靶条件下，入射氘能量20-700keV范围内，135°伴随粒子法D-D/D-T中子产额监测的各向异性修正因子，同时也给出了0°-180°范围，每隔5°的各方向上中子注量率测量的各向异性修正因子。对计算结果的精度进行了分析，给出了计算结果的最大误差。
　　 其次，建立了135°伴随粒子法中子产额监测的实验装置，在兰州大学D-D/D-T强流中子发生器上，分别针对D-D和D-T反应中子，进行了初步实验测试，给出了D-D反应伴随质子能谱和D-T反应伴随α粒子能谱，结合实验数据统计误差和各向异性修正因子的计算误差，分别给出了D-D和D-T中子测量所能达到的最好精度。
　　 最后，根据厚靶条件下D-T反应的能谱和角分布数据，建立了氚钛厚靶D-T中子源中子发射模型，应用MCNP程序，模拟研究了兰州大学D-T强流中子发生器在小靶条件下、氘束流能量260keV时的中子-γ混合场分布，给出了靶室中平面0-360°范围的中子、γ的能谱和角分布，给出了垂直于靶室中平面的三个特定平面内的中子、γ的能谱和角分布。模拟了中子、γ通量沿径向的分布，给出几个特定方向了0-100cm范围内的模拟数据，同时，也给出了中子-γ比沿径向的分布。对模拟计算结果进行了分析和讨论，模拟计算结果与靶室结构及靶室周围环境对中子的慢化、散射、吸收效应情况基本吻合。

目录

文摘

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引 言

第一章 D-D中子产额的伴随粒子法测量研究

1.1测量装置及原理

1.1.1中子发生器及伴随粒子测量装置

1.1.2 D-D中子产额、中子注量率监测的伴随粒子法测量原理

1.2 RY和RF的理论计算

1.2.1 Rthick、(Yd,n/Yd,p)thick、(dYd,n/Yd,p)thick及RY、RF的计算方法及程序

1.2.2计算所需基础数据及参数

1.3 计算结果

1.3.1 Rthick、(Yd,n/Yd,p)thick、(dYd,n/Yd,p)thick、RF计算结果

1.3.2(dYd,n/Yd,p)thick、RF计算结果

1.3.3不同氘钛比条件下RY计算结果比较

1.3.4 RY、RF计算结果的不确定度分析

1.4 D-D反应中子产额监测系统的初步实验测试

1.4.1实验条件

1.4.2伴随粒子多道谱测量

1.4.3 D-D中子产额测量的初步数据及分析

第二章 D-T中子产额的伴随粒子法测量研究

2.1测量装置及原理

2.1.1 D-T中子产额测量原理

2.1.2 D-T中子通量测量原理

2.1.3立体角Ω修正

2.2 RY和RF的理论计算

2.2.1 RY和RF计算方法及程序

2.2.2计算所需基础数据及参数

2.3计算结果

2.3.1 RY计算结果

2.3.2不同氚钛比条件下RY计算结果对比

2.3.3 RF计算结果

2.3.4 RY、RF计算结果的不确定度分析

2.3.5中子产额Yn和中子通量Fn测量的不确定度分析

2.4 D-T反应中子源中子产额监测的实验测试

2.4.1实验条件

2.4.2伴随粒子多道谱测量

2.4.3 D-T中子产额测量的初步数据及分析

第三章 小靶条件下D-T中子发生器中子-γ场的Monte—Carlo模拟研究

3.1 D-T中子发生器的n-γ的能谱、角分布M-C模拟

3.1.1模拟方法

3.1.2中子模拟结果及讨论

3.1.3 γ光子模拟结果及讨论γ

3.2中子和γ光子相对注量率及n-γ比沿径向的分布

3.2.1模拟方法

3.2.2计算结果

3.2.3讨论

第四章 总结与展望

参考文献

发表论文

致 谢

附录