CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
基于~6Li中子探测器的蒙特卡洛模拟及实验测量
杜龙
Subtype硕士
Thesis Advisor王宏伟
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
Degree Discipline核技术及应用
Keyword蒙特卡洛 闪烁体探测器 热中子 探测效率
AbstractTMSR(钍基熔盐堆)中子物理实验装置为15MeV电子直线加速器驱动的白光中子源,采用15MeV电子束轰击圆柱形钨靶,通过韧致辐射和(,n)反应产生峰值能量在1MeV左右的中子,经过聚乙烯/石墨慢化以后,得到从0.025eV到15MeV的连续能量中子束,用于钍基熔盐堆(TMSR)钍-铀循环中的关键核数据截面的测量及中子探测器研究。中子注量率,能谱测量(利用飞行时间TOF技术),效率刻度是核数据测量的关键因素,在总截面及俘获截面的测量中,中子飞行时间TOF探测器以及伽马探测器的性能对于提高核数据的测量精度至关重要,6Li作为一个具有较高热中子反应截面的特殊核素之一,在热中子及共振中子截面测量中发挥了重要的作用,因此研究几种不同类型含6Li中子探测器的尺寸大小、本底情况和探测效率曲线就具有非常重要的意义。 我们研究的碘化锂晶体(6LiI)、氟化锂粉末(6LiF(ZnS))和锂玻璃(Li Glass)热等中子探测器材料,具有中子探测效率高,探测器尺寸小等优点,它是目前制作技术成熟,用途广泛的中子探测器之一,例如在环境监测,国土安全,地质测井,中子成像等中子测量方面都有广泛应用。 本工作从理论模拟和实验测量两方面研究了基于6Li中子探测器探测效率等相关性质。理论方面:首先模拟不同尺寸的6LiI和natLiI晶体的中子探测效率,研究了含6Li锂玻璃闪烁探测器的中子探测效率,不同尺寸6LiF的中子探测效率,分析了LiI/LiF晶体与塑料闪烁体组成的组合探测器的中子探测效率,最后模拟计算了6LiI和natLiI探测器对反应堆热中子的穿透效率及相关本底情况。实验方面:利用放射源,对LiI晶体的中子及伽马谱有了初步的探究,再利用反应堆热中子进行了准确的效率刻度,实验结果表明:10mm厚度的富集6Li的LiI晶体(96%6LiI)对热中子的探测效率可以达到约90%,而天然丰度LiI晶体(7.5%6Li)对热中子的探测效率也达到约70%,从幅度谱中可以明显的区分中子和伽马射线,因此基于6Li的碘化锂和锂玻璃中子探测器在探测效率和中子/伽马幅度甄别上满足实验测量TOF谱的需求,可以作为TOF能谱测量的终止时间探测器及中子通量监测探测器。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14764
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
Recommended Citation
GB/T 7714
杜龙. 基于~6Li中子探测器的蒙特卡洛模拟及实验测量[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2014.
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