快中子

摘要： 【世界核新闻网站2022年3月8日报道】印度快中子增殖试验堆(FBTR)2022年3月7日首次实现满功率运行,达到了4万千瓦热功率的设计水平。该堆此前的运行功率一直低于3.2万千瓦。该堆位于英迪拉·甘地原子能研究中心(IGCAR),1985年投运,使用液态钠作为冷却剂,启动时的热功率为1.05万千瓦,是全球首座使用铀钚混合碳化物燃料作为驱动燃料的反应堆。投运后,该堆的运行功率逐步提升,到2018年达到当时的上限3.2万千瓦(主要受堆芯反应性限制)。

摘要： 宇宙线快中子土壤水分监测方法具有监测范围大、不受土壤盐碱程度影响、实时无损原位测量的特点,对旱涝预警、节水灌溉、生态环境保护及土壤生产力提升等具有重要意义。为明确宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原的适宜性,本研究在中国南部开展了大范围烘干称重法测量,验证宇宙线快中子法准确性,以频域反射法做连续监测对比,分析土壤水分相关性,并结合雨量站观测数据,研究其对土壤水分连续变化的响应能力。试验结果表明,宇宙线快中子法与多点烘干称重法的线性拟合优度、均方根误差及绝对误差分别为0.898、0.013 cm^(3)∙cm^(-3)和0.027 cm^(3)∙cm^(-3),说明宇宙线快中子法在低纬度高原能够准确测量区域土壤含水量。在较长时间序列上,宇宙线快中子法与频域反射法10 cm的土壤水分变化趋势完全一致,线性拟合优度为0.839;在对降水响应的灵敏性上,降水量2 mm以上的降水过程,两种方法均有明显响应,降水量2 mm以下的降水过程,宇宙线快中子法要略优于频域反射法。在本试验中,宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原区是适宜的,对土壤水分空间变异性不敏感,对百米级范围的平均土壤含水量的测量准确可信,测量性能满足当前土壤含水量观测要求,且能够提供实时土壤水分信息,有效提高中尺度土壤水分监测效率与精度,为相关土壤水分监测研究与应用提供参考,对低纬度高原土地资源开发利用、环境保护、粮食自给等具有重要意义。

摘要： 采用聚乙烯转换层的气体电子倍增器(Gas Electron Multiplier,GEM)探测器具有快中子探测、较高时间分辨及位置分辨等性能,能很好地满足中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source,CSNS)大气中子谱仪束流监测的需求.采用蒙特卡罗仿真软件Geant4 (GEometry ANd Tracking,version 4)对探测器的物理过程进行模拟,研究7 MeV、10 MeV、14 MeV三种不同能量中子的探测效率与聚乙烯转换层厚度的关系;并研究不同厚度阻止层对反冲质子出射能量、角度以及探测器探测效率的影响.此外模拟计算了反冲质子在不同厚度气体中的能量沉积以及探测器的γ射线灵敏度.最后根据模拟参数制作探测器样机并进行了初步的中子束流实验.实验结果表明:探测器采用2mm聚乙烯转换层、200μm铝阻止层以及4mm工作气体时,探测器具有良好的二维成像能力,位置分辨率可达2.9 mm.

摘要： 文章采用掺杂0.5％Gd液闪探测器测量了中国锦屏地下实验室(CJPL)的快中子本底通量及中子能谱.掺钆液闪探测器对于核反冲信号和电子反冲信号优异的甄别性能用于中子候选事例的筛选,并采用钆对热中子的俘获特性进行时间甄别.对有效采数时间为206 d的数据进行分析,获得锦屏地下实验室的聚乙烯室(PE)内1～10 M eV快中子通量为4.45×10-8 cm-2·s-1.采用相似的方式分析了掺钆液闪探测器(Gd-Ls)中天然放射系的α本底程度,来源于238 U,235 U,232 T h的α粒子含量分别为(0.0227±0.0001)s-1,(0.0329±0.0001)s-1和(0.1471±0.0002)s-1.与世界上其他深地实验室的快中子通量进行对比,CJPL的快中子通量处于极低水平,是进行稀有事例测量实验的理想场所.

摘要： 【英国《国际核工程》网站2020年6月22日报道】俄罗斯国家原子能集团公司(Rosatom)希望外国合作伙伴能够参与目前正在位于季米特洛夫格勒(Dimitrovgrad)的核反应堆研究所(RIAR)建设的多用途快中子研究堆(MBIR)项目。俄原总裁阿列克谢·利哈乔夫在2020年6月17日向普京总统的汇报中表示:“项目相关文件已提前提交,厂址和技术项目已准备就绪。希望这对我们的法国、中国和捷克合作伙伴是一个有吸引力的项目。”

摘要： 利用快中子穿透能力强的特点实现层析成像,对于大尺寸的无损检测具有重要意义.但快中子探测效率低,非期望信号引起图像噪声大,原始投影图像信噪比相对较低,实现快中子层析成像难度较大.本文利用中国工程物理研究院核物理与化学研究所研制的小型中子成像检测仪,获取了轻重材料混杂件不同角度下的快中子成像投影图像,通过对投影图像进行预处理提高图像信噪比,并采用迭代重建算法对投影图像进行重建,成功获取了模拟样件的三维结构分布,具备了内部轻材料孔洞缺陷的检出能力,表明采用小型加速器中子源可以实现快中子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)成像.

摘要： 在暗物质直接探测实验中,中子是十分重要的环境本底.利用快慢符合法,一个掺钆的液闪探测器被分别用于测量了世界最深的地下实验室-中国锦屏地下实验室的实验大厅及1 m厚聚乙烯房间内的快中子本底通量及能谱.由于液闪无法通过信号波形区分中子与alpha事例,因此液闪中长寿命的U/T h核素衰变放出的alpha粒子是必须考虑的本底之一.在长期平衡假设条件下,实验测得液闪内部alpha粒子的总计数率为(0.548±0.002)s-1,再通过偶然符合算法,可得到实验大厅356天总计2682个中子候选事例中,有6个偶然符合的alpha事例;聚乙烯房间173天总计44个中子候选事例中,有2个偶然符合的alpha事例.偶然符合的alpha粒子对大厅的快中子通量测量结果影响可以忽略,而对聚乙烯房间中的通量结果约有4％ 的影响.

摘要： 快中子多重性测量技术是一种重要的属性认证技术.本文在研究基本理论的前提下,采用蒙特卡罗(MC)方法,利用Geant4仿真工具箱和MCNPX对系统结构和探测过程进行模拟,利用Matlab对快中子多重性分布进行求解,设计和开发了具有自动建模、中子输运、数据可视分析与仿真以及云平台管理数据等多功能的快中子多重性模拟仿真平台.利用该平台对快中子多重性进行了模拟计算和实验研究,得到的快中子多重性分布与理论结果相吻合,仿真平台本身实现质量互检,仿真结果与实验结果之间的偏差均小于±10％.研究结果表明,该快中子多重性模拟仿真平台具有较强的适用性和可靠性,可以应用于核材料的模拟测量中.

摘要： 【世界核新闻网站2019年8月16日报道】俄罗斯Atommash公司近期完成MBIR多用途钠冷快中子研究堆反应堆压力容器的液压测试。MBIR正在位于季米特洛夫格勒(Dmitrovgrad)的核反应堆研究所(RIAR)建设。Atommash 2019年8月15日表示,液压测试程序涉及使用600吨起重机将反应堆压力容器放入液压测试箱中。在安装封盖后,向容器内注入80吨特制水。

摘要： 基于快中子伴随α粒子方法的爆炸物检测技术是一种可有效探测隐藏爆炸物的中子探测技术.基于该方法设计了包裹爆炸物中子装置,并开展了相关的蒙特卡罗模拟计算和实验.分别采用快中子非弹性散射直接测量方法和快中子伴随α粒子方法进行了对比实验;计算了硅酸钇镥(LYSO)γ射线探测器的探测效率和能量响应,并与实验进行了对比.

摘要： 中国国防核装置的研发始终把Fe列为16个最重要的核素中仅有的四个结构材料核之一.现今,国际合作评价库CIELO则把它列为最重要的6个核素之一(1H、16O、56Fe、235,238U、239pu),特别是56Fe的非弹性散射截面在核装置中子输运计算中扮演着重要的角色.本工作拟发展利用γ产生数据转换计算非弹截面的方法和满足全截面、去弹等截面自洽关系的同时评价方法对微观测量的实验测量数据进行评价,给出高精度的快中子56Fe非弹截面评价结果.

摘要： 工作采用国际开源蒙卡程序包Geant4,构建常用安检机X射线与14MeV快中子分别轰击检测物(HEU、Al和PE)的物理模型,并使用ROOT工具对模拟数据进行分析与处理.利用X射线和14MeV快中子对检测物进行二维透射成像,结果表明:14MeV快中子的最大检出能力(8cm厚铅盒)优于X射线的最大检出能力(0.4～0.55mm),且能定性的区分检测物的密度大小;利用14MeV快中子诱发检测物发生(n,g)反应产生的gamma射线的位置和时间等数据并结合入射中子的方向对检测物进行三维图像重建,结果表明:14MeV快中子和物质相互作用产生的gamma射线能够用来检测隐藏物品并能对其进行二维和三维图像重建.其次,通过重建图像的相对对比度,可以定性地区分被检测材料的种类.模拟实验结果表明,快中子成像技术具有良好的空间分辨能力和一定的物质识别能力,其有可能解决隐藏违禁物品检查的技术难题,相关研究结果可为深入进行14MeV快中子成像技术及其应用研究奠定了基础.

摘要： 利用MonteCarlo输运程序Geant4模拟D-T快中子诱发238U裂变反应过程,模拟计算了裂变碎片在238U样品中的沉积份额,确定了实验中238U样品的最佳厚度为1.0mm;模拟计算得到了裂变碎片产额分布,碎片动能分布以及裂变中子谱分布.将模拟计算的特征数据与现有的实验数据、评价数据对比分析,验证了Geant4程序中物理模型的准确性和适用性.此外,模拟了238U样品经D-T快中子辐照后不同冷却时间的衰变γ谱分布,有效地指导实验数据分析及处理.

摘要： 实验制备了掺混30％质量含量的重晶石、20％质量含量的碳化硼水泥基圆形薄层样品,切削切割制作了同直径的纯石墨、纯聚乙烯薄片样品,并以此为基础设计了样品组合与交叠顺序,形成4种多层复合屏蔽结构,再利用5SDH-2串列加速器D-T中子源与长计数器组成的实验系统,测试了样品及屏蔽结构的1l4.8MeV快中子注量穿透率,计算了相应的衰减截面.结果表明,14.8MeV快中子对薄层样品穿透率较高,样品间的衰减截面区分度小,有必要增加样品的厚度以降低实验不确定度;通过组成复合结构的样品的衰减截面及厚度参数,可以较为有效地预测复合结构的屏蔽能力,计算结果与实验结果误差在4％以内.

摘要： 基于知识产权的考虑，为了寻找MCNP程序的替代程序，通过与MCNP程序计算结果的比对，研究FLUKA程序在计算反应堆压力容器快中子注量方面的可行性。在解决了关闭裂变中子的关键问题后，FLUKA程序的计算结果与MCNP程序的计算结果符合得很好，说明使用FLUKA程序替代MCNP程序用于计算反应堆压力容器快中子注量在技术上是可行的。

摘要： 压水堆核电厂反应堆压力容器的辐照监督是核电厂安全运行要求的重要组成部分。目前，采用辐照监督管是最基本的反应堆辐照监督方法。但因为辐照监督管有其自身的不足之处，堆外快中子测量方法在国际上得到了越来越多的重视和应用。本文总结了堆外快中子测量的原理，介绍了一种成熟的并在业界得到广泛应用的堆外快中子测量技术，比较了堆外和堆内的快中子测量结果，说明了堆外中子测量技术的优势和用途。

摘要： 介绍了利用微型中子发生器产生快中子检测石油输油管道油垢厚度的技术初探.模拟实验装置由ING-07D 型中子发生器、准直系统、探测器和数据获取系统等组成.采用铁板代替输油管管壁,石蜡代替油垢.分别采用塑料闪烁体探测器和ZnS(Ag)探测器得到结果,并进行了比较.实验结果表明,快中子在石蜡中的衰减系数倒数的对数和石蜡厚度有相当好的线性关系,相关系数均为0.998.实验还采取MCNP模拟与实验相结合的方法,利用MCNP程序模拟扣除低能中子干扰,得到了较好的结果.

摘要： 介绍了多气隙电阻板室(MRPC)的结构和原理，用蒙特卡罗方法计算了MRPC对快中子和X射线的灵敏度，并进行了脉冲中子实验和脉冲X光机实验。实验表明，MRPC可以用于飞行时间法测快中子能谱，并且有望作为大面积的阵列探测器用于X射线成像技术研究。

摘要： 近年来,数据采集卡(WFD)在核物理实验中获得了非常广泛的应用.基于WFD的测量系统能够将原始的波形信息记录下来,然后通过数字信号处理方法分析波形,获取所需的物理信息.另一方面,本实验室利用屏栅电离室(GIC)进行了多年的快中子诱发带电粒子核反应的研究.为了将两者结合起来,本文首先使用LabVIEW语言为PDA14采集卡编写了数据采集软件,完善了PDA14的功能.然后将WFD与GIC结合起来,建立了基于WFD的GIC测量系统.基于该系统可以同时得到事件的幅度信息和时间信息.最后进行了三组实验,测试PDA11采集卡和GIC测量系统的工作性能.使用BF3长中子管测量了本底中子的时间关联分布,测试了PDA14长时间下作的稳定性.利用加速器中子源,测量了BF3长中子管的脉冲幅度分布,测试了PDA14在高计数率情况下丁作的稳定性.最后,使用GIC测量系统测量了混合α源的二维能谱和时间谱.

摘要： 发明涉及核电领域，尤其涉及一种可取出的含液态重金属冷却剂的快中子反应堆中子反射层组件的设计。所述快中子反应堆包括用液态重金属冷却剂冷却的燃料元件组成的堆芯，设置在堆芯周围的中子反射层组件，所述中子反射层组件包括钢制壳体，在所述壳体的高出堆芯上边缘的侧壁上设置有至少一个用于将部分冷却剂流从组件间的空间排到壳体内部的入孔，以及至少一个安装在壳体中的垂直管，排出的冷却剂流沿着所述垂直管通过堆芯的上边缘和下边缘进入到壳体的底部，以及在高出入孔的壳体外侧安装有用来形成组件间空间内的冷却剂流的水力阻力的导流装置。技术成果为提高了快中子反应堆运行的安全性，提高了快中子反应堆的效率，并减少了蒸汽发生器的热交换面积。

摘要： 本发明涉及一种紧凑型反符合快中子探测结构及获取中子能谱的方法，属于中子探测领域，探测结构包括七个半导体探测器单元及一个由含氢材料制成的转化层，七个半导体探测器单元按顺序排列依次为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七半导体探测器单元，每个半导体探测器单元包含至少一个半导体探测器，第一、第四及第七半导体探测器单元组成反符合探测器组，第二和第三半导体探测器单元组成中性粒子本底探测器组，第五和第六半导体探测器单元组成反冲质子探测器组；转化层设于第四与第五半导体探测器单元之间，转化层中的氢原子核与入射的中子发生碰撞产生反冲质子。本发明可以有效地降低本底信号对测量的影响，提高中子能谱反演的精确度。

摘要： 本发明公开了一种基于脉冲中子测井的快中子散射截面表征方法，涉及石油天然气开发领域。包括以下步骤：通过对非弹伽马场分布的公式变形，获得快中子散射截面的表征形式，得出影响快中子散射截面表征的影响因素包括地层密度和探测器源距；根据选定的脉冲中子测井仪器参数，通过建立地层密度的表征方法，得到利用非弹伽马通量以及非弹、俘获伽马通量比信息表征快中子散射截面的数学表达式；建立三维MCNP数值计算模型，模拟得到多探测器伽马通量信息数据库；利用最小二乘方法对不同地层条件的快中子散射截面与伽马通量和通量比信息做三元线性回归分析，得到快中子散射截面的刻度公式的数学形式，最终形成快中子散射截面的表征方法。

摘要： 发明涉及核电领域，尤其涉及一种可取出的含液态重金属冷却剂的快中子反应堆中子反射层组件的设计。所述快中子反应堆包括用液态重金属冷却剂冷却的燃料元件组成的堆芯，设置在堆芯周围的中子反射层组件，所述中子反射层组件包括钢制壳体，在所述壳体的高出堆芯上边缘的侧壁上设置有至少一个用于将部分冷却剂流从组件间的空间排到壳体内部的入孔，以及至少一个安装在壳体中的垂直管，排出的冷却剂流沿着所述垂直管通过堆芯的上边缘和下边缘进入到壳体的底部，以及在高出入孔的壳体外侧安装有用来形成组件间空间内的冷却剂流的水力阻力的导流装置。技术成果为提高了快中子反应堆运行的安全性，提高了快中子反应堆的效率，并减少了蒸汽发生器的热交换面积。

摘要： 本发明涉及一种快中子图像探测装置及快中子探测器阵列的制作方法，属于快中子探测技术领域。该装置包括：快中子探测器阵列，所述快中子探测器阵列由多个玻璃毛细管构成，每个所述玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输，每个所述玻璃毛细管内部灌装有射线灵敏材料，以便快中子与所述射线灵敏材料中的轻核发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态并通过退激发发光。通过在每个玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，由于反射层存在，使得每一根玻璃毛细管内产生的可见光，几乎全部传输到该玻璃毛细管的两个端面，从而避免光在玻璃毛细管间串扰的问题。

摘要： 本发明的实施例公开了一种用于快中子反应堆的中子引出装置，包括：本体，所述本体设于所述快中子反应堆冷却剂中，用于排开所述冷却剂；其中，所述本体内设有空腔，所述中子通过所述空腔引出所述快中子反应堆；屏蔽层，所述屏蔽层设于所述本体外，用于防止所述中子泄露。这种中子引出装置有助于将反应堆内的中子引出位于反应堆主容器外的探测器处，从而实现在线监测。

摘要： 本发明公开了一种快中子热中子扇形分区的超高通量反应堆堆芯，包括设置于堆芯活性区外围的反射层，所述反射层区域呈环形，且沿周向分为四个扇形区域：依次为快中子区、第一隔离区、热中子区和第二隔离区。本发明通过扇形快热中子分区设计方法，使得反应堆内一部分区域具有较高的快中子区用于材料辐照，而一部分区域具有较高的热中子区用于同位素生产，能同时获得较高的快中子通量和热中子通量，可以兼顾材料辐照和同位素生产要求，可增强超高通量反应堆的用途。

摘要： 本发明公开了一种快中子热中子同心圆式分区的超高通量反应堆堆芯，包括设置在活性区外围的反射层，所述反射层呈同心圆式分为三个区：从内到外依次为快中子区、隔离区和热中子区。本发明提出的堆芯既有区域较大且快中子通量较高的快中子区，又有区域较大且热中子通量较高的热中子区，可增强超高通量反应堆的用途，同时进行多个材料辐照和多个同位素生产等。

摘要： 本发明涉及一种中子探测方法及装置，具体涉及一种基于MOF的热中子或快中子探测方法及装置，解决现有使用载157Gd无机闪烁体和载157Gd塑料闪烁体的热中子探测装置存在的响应时间慢、热中子灵敏度低，难以满足热中子探测实际需求及目前快响应的闪烁探测方法难以准确获得中子能谱的技术问题。本发明提供的基于MOF的热中子探测方法及装置，通过金属有机框架闪烁体的骨架或者孔隙中引入157Gd，可实现对热中子的直接、有效、高灵敏探测，解决不同通量下热中子通量探测的问题。另外，还提供了基于MOF的快中子探测方法及装置，通过金属有机框架闪烁体的骨架或者孔隙中引入238U或237Np，探测电信号推出快中子能量与数目的关系，进而实现高精度的快中子能谱测量。

摘要： 本发明涉及一种基于伴随α中子管与快中子探测器的铀矿测井装置及方法，属于中子铀矿测井技术领域，该装置包括伴随α中子管、快中子探测器、数据获取系统和计算机，伴随α中子管持续向地层中发射14MeV快中子，并给出每个快中子发射时刻；快中子探测器探测地层中U235与中子发生裂变反应产生的瞬发快中子信息；数据获取系统从快中子探测器获取快中子信号并传给计算机；计算机控制伴随α中子管持续产生快中子，获取伴随α中子管每个快中子发射时刻，再通过数据获取系统得到快中子的时刻和能量，利用快时间符合技术筛选出在裂变中子占优势的时间窗口内和高于能量阈值的快中子总计数。使用本发明提供的装置及方法能提升现有瞬发中子测井仪器的测量精度。