CR-39固体核径迹探测器应用于中子探测的实验研究
李洋
学位类型硕士
导师夏晓彬
2016
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词Cr-39 中子探测 化学蚀刻 标准刻度 正交实验
摘要随着我国核电、核废物处理、放射医学、科学研究等的发展,中子剂量测量的应用领域日益广泛。目前有多种中子探测器,基于核反冲法的CR-39固体核径迹探测器是其中重要的一种。CR-39固体核径迹探测器(以下简称CR-39)应用于中子探测时具有无源、对γ射线和电子不敏感、大小可自由切割,使用方便、价格低廉、易于大面积多场合使用等优点。本研究基于英国Track Analysis Systems公司的TASLIMAGE Radon and Neutron dosimetry system,对CR-39(TASTRAK PADC)进行了标准刻度,建立了CR-39中子剂量测量方法,并利用该中子剂量测量方法对某一中子物理仿真实验装置进行了中子剂量测量。针对CR-39在实际应用中的不足,对其使用的化学蚀刻条件进行了优化,提出了一种新的化学蚀刻条件,进一步降低了最低可探测下限。本研究的主要内容如下:首先采用标准Am-Be中子源,对CR-39进行了标准刻度,通过对CR-39进行了化学蚀刻、径迹读取、数据处理等,初步建立了CR-39应用于中子剂量测量的方法,并得到该CR-39的刻度系数为2.754×10-3mSv/(tr·cm-2),最低可探测下限为0.21mSv;在剂量分布已知的252Cf中子源辐射场中进行了该CR-39中子测量方法可行性检验,实验结果表明该刻度条件下CR-39应用于中子剂量探测时测量误差不大于±14%,建立了CR-39中子剂量测量方法;然后将该中子剂量测量方法应用于某中子物理仿真实验装置的中子剂量测量,先后对两个调试状况下中子物理仿真实验装置大厅内和大厅外中子剂量进行了测量,并与MCNPX程序模拟计算结果进行了对比,该CR-39测量值与模拟值在±30%以内符合。最后针对该CR-39在实际应用中表现出的问题,利用正交实验对影响化学蚀刻的三个主要因素:蚀刻温度、蚀刻液浓度、蚀刻时间进行了综合分析,优化了蚀刻条件,得到的优化化学蚀刻条件是7mol/L NaOH水溶液、85℃下蚀刻90min。与推荐化学蚀刻条件相比,该条件下CR-39的最低可探测下限是0.13mSv。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/28435
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
李洋. CR-39固体核径迹探测器应用于中子探测的实验研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2016.
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