柱形与球方声传感器辐射屏蔽体屏蔽性能分析与研究

摘要

为了保证剪切机剪切过程的稳定地进行，强辐射环境下进行实时监测传感器在此过程中发挥了重要的作用。然而在高辐射场中存在着大量高剂量γ与中子射线、放射性颗粒以及尘埃等，对传感器的工作性能具有重要影响。据报道，传感器处于强辐射场环境下，随着受辐照时间的增加，其工作性能将出现明显下降，当受照剂量值积累超过一定的阈值时便可引起传感器不可逆的损坏。为此，设置高辐射环境下屏蔽体（筒）对传感器进行辐射屏蔽加固，减小受照剂量率以延长探测器的工作寿命。这是在更换与维修极不方便的高辐射场环境条件下，保证传感器正常工作以及监测系统正常运行的有效途径。
　　本文总体以960cm3材料体积的球（形外表）-方（体空腔）屏蔽体以及柱形屏蔽体为研究对象，并以软件模拟方式，对其进行屏蔽性能的考察。通过屏蔽体几何性质出发，调整尺寸与传声孔角度形成多种方案。并通过MCNP软件，模拟计算得到各方案下屏蔽体内声传感器吸收剂量率值。本文以放射性总活度为1016Bq级60Co源条件下的辐射室为背景，重点研究屏蔽体内声音传感器所受剂量率值，作为衡量屏蔽体辐射屏蔽性能的依据。初步分析了两种屏蔽体的在不同尺寸、不同声孔夹角下的屏蔽性能变化趋势。并在此基础上，选取了一种最优化性能的屏蔽体应用于乏燃料后处理端剪切室模型中，并较好验证了两种屏蔽体具有的良好屏蔽性能。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容、目的与意义

1.2.1 研究内容

1.2.2 目的与意义

1.3 辐射屏蔽体研究现状

1.3.1 γ射线屏蔽材料使用现状

1.3.2 屏蔽体设计目标现状

1.3.3 屏蔽体形状与屏蔽特性

1.4 研究方法

第二章 屏蔽体结构设计与模拟条件设置

2.1 模拟条件设置

2.1.1 MCNP软件简介

2.1.2 模拟环境设置

2.2 两种屏蔽体的整体设计

2.2.1 屏蔽体材料选型

2.2.2 柱形屏蔽体的设计

2.2.3 球方屏蔽体的设计

第三章 屏蔽体屏蔽性能分析

3.1 屏蔽体MCNP模拟过程分析

3.2 两种屏蔽体模拟结果

3.2.1 柱形屏蔽体尺寸模拟结果

3.2.2 柱形体孔道角度模拟结果

3.2.3 球方屏蔽体尺寸模拟结果

3.2.4 球方体角度变化模拟结果

3.3 小结

第四章 两种屏蔽体在剪切室环境中的应用

4.1 乏燃料源项及剪切机模型简介

4.1.1 乏燃料源项简介

4.1.2 剪切机模型说明

4.2 屏蔽材料对不同能量γ射线的影响

4.3 屏蔽体在剪切室环境中的模拟分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2展望

参考文献

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