一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法技术

本申请实施例公开了一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法，涉及中子测量领域，使测量结果更加准确同时减少了测量中子注量率的时间。该1MeV以上单能中子注量率的测量方法包括如下步骤，预设中子源和裂变电离室的距离，计算裂变电离室对单能中子源的响应参数；实验获得裂变碎片脉冲幅度谱，根据阈上裂变碎片计数率、阈下裂变碎片计数修正因子、U靶自吸收修正因子、裂变电离室对单能中子源的响应参数获得单能中子源强；根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。本申请的1MeV以上单能中子注量率的测量方法用于测量中子注量率。量率。量率。

【技术实现步骤摘要】
一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法


[0001]本申请涉及但不限于中子测量领域，尤其涉及一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法。

技术介绍

[0002]目前，中子探测器广泛应用于安检和航天领域。人们对宇宙中辐射的探测的方法是使用空间辐射中子探测器对宇宙中的中子射线进行探测，为了确保中子探测器的探测精度能够达到探测要求，需要使用中子参考辐射场对中子探测器进行校验。
[0003]为了使单能中子参考辐射场能够用于确定中子测量设备的注量响应，首先要准确测量中子测量设备校准位置的中子注量率，传统的测量方法是在中子束流方向或带电粒子束流方向上确定中子测量设备的注量响应的位置用相应的中子注量率标准装置测量相应位置的中子注量率，对于用带电粒子束产生单能中子的情况，还可以利用中子注量率和离核反应靶距离平方成反比的规律确定带电粒子束流方向上其他位置的中子注量率，用合适的中子注量率校准相应的中子测量设备，对于有一定大小的中子注量标准设备，只有把标准设备放置在离核反应靶较远距离的位置，图1为中子注量标注设备注量响应模型，对于中子注量标准设备01来说，才可以把待测量中子注量率的位置的中子场02看成是平行齐向场，以图1的计算模型计算出的实验室现有的U
‑
235裂变电离室在1.2MeV、2.5MeV、5MeV、14.8MeV、19MeV的注量响应结果如表1所示：
[0004]表1
[0005]中子能量/MeV注量响应/cm21.22.57620E
‑
062.52.67276Er/>‑
0652.29504E
‑
0614.84.15980E
‑
06194.15915E
‑
06
[0006]中国原子能科学研究院的5SDH
‑
2串列加速器产生的离靶1m处的1MeV以上中子注量率典型值如表2所示：
[0007]表2
[0008]中子能量/MeV中子注量率典型值/(cm
‑2s
‑1)1.25.60000E+022.58.00000E+0252.40000E+0314.85.60000E+02191.60000E+02
[0009]由表1和表2可以估算出U
‑
235裂变电离室在离靶1m处获得10000个裂变碎片计数所需要的时间如表3所示：
[0010]表3
[0011]中子能量/MeV裂变碎片计数率/s
‑110000个裂变碎片计数的时间/h1.21.44267E
‑
031.92544E+032.52.13821E
‑
031.29911E+0355.50810E
‑
035.04308E+0214.82.32949E
‑
031.19244E+03196.65464E
‑
044.17420E+03
[0012]从表3可以看出要获得10000个裂变碎片计数至少需要500个小时，这样的实验时间成本实在是太昂贵。
[0013]为了使测量结果更加准确且减少测量中子注量率的时间，本申请提出了一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法。

技术实现思路

[0014]本申请实施例提供一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法，使测量结果更加准确且减少测量中子注量率的时间。
[0015]为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0016]本申请提供一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法，包括以下步骤：预设中子源和裂变电离室的距离，计算裂变电离室对单能中子源的响应参数；实验获得裂变碎片脉冲幅度谱，根据阈上裂变碎片计数率、阈下裂变碎片计数修正因子、U靶自吸收修正因子、裂变电离室对单能中子源的响应参数获得单能中子源强；根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。
[0017]本申请提供的1MeV以上单能中子注量率的测量方法，包括如下步骤，首先预设中子源和裂变电离室的距离，计算裂变电离室对单能中子源的响应参数；紧接着通过实验获得裂变碎片脉冲幅度谱，根据阈上裂变碎片计数率、阈下裂变碎片计数修正因子、U靶自吸收修正因子、裂变电离室对单能中子源的响应参数获得单能中子源强；最后根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。本申请采用单能中子源强以及相应的中子角分布来获取待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值，相比相关技术中将标准设备放置在离核反应靶较远距离的位置，将待测量中子注量率的位置的中子看成平行齐向场，使其趋于平行齐向场的理想状态，测量结果与实际中子注量率存在偏差，本申请通过减小中子注量率测量标准设备离核反应靶的距离，通过测量获得相应单能中子源的源强，然后根据核反应产生的单能中子的角分布选取中子源的抽样区域推算出用于确定中子测量设备注量或能量响应位置的中子注量率，测量结果更加精准且减少测量中子注量率的时间。
[0018]在本申请的一种可能的实现方式中，预设中子源和裂变电离室的距离，计算裂变电离室对单能中子源的响应参数的步骤包括：根据预设中子源和裂变电离室的距离和中子源角分布，为了减少计算所用时间所确定的抽样区域，计算裂变电离室对抽样区域中子的响应参数；根据中子源的中子角分布确定抽样区域中子数占4π立体角中子数的比例，结合裂变电离室对抽样区域中子的响应参数确定裂变电离室对单能中子源的响应参数。由于裂变电离室测量效率较低，本申请提供的技术方案中只需要计算裂变电离室对抽样区域的中
子的响应参数，然后结合中子源的中子角分布确定抽样区域中子数占4π立体角中子数的比例即可确定裂变电离室对单能中子源的响应参数，相比直接计算裂变电离室对单能中子源的响应参数节省了时间。
[0019]在本申请的一种可能的实现方式中，根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值，包括：根据中子源的角分布确定抽样区域中子数占中子源4π立体角中子数的比例；计算抽样区域中子到达待校准中子测量设备前表面的比例；根据单能中子源强、抽样区域中子数占4π立体角中子数的比例、抽样区域中子到达所述待校准中子测量设备前表面处能够覆盖前表面的比例、能够覆盖前表面的面积，获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。本申请提供的技术方案通过中子源的中子角分布确定了抽样区域中子数占4π立体角中子数的比例、抽样区域中子到达所述待校准中子测量设备前表面处能够覆盖前表面的比例、能够覆盖前表面的面积以及单能中子源强确定了中子注量率计算所需要的四个参数值，通过四个参数值即可获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。
[0020]在本申请的一种可能的实现方式中，根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值，中子注量率的计算公式如下所示：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1MeV以上单能中子注量率的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：预设中子源和裂变电离室的距离，计算裂变电离室对单能中子源的响应参数；实验获得裂变碎片脉冲幅度谱，根据阈上裂变碎片计数率、阈下裂变碎片计数修正因子、U靶自吸收修正因子、裂变电离室对单能中子源的响应参数获得单能中子源强；根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。2.根据权利要求1所述的1MeV以上单能中子注量率的测量方法，其特征在于，所述预设中子源和裂变电离室的距离，计算裂变电离室对单能中子源的响应参数，包括：根据预设所述中子源和所述裂变电离室的距离和中子源角分布，为了减少计算所用时间所确定的抽样区域，计算所述裂变电离室对所述抽样区域中子的响应参数；根据所述中子源的中子角分布确定所述抽样区域中子数占4π立体角中子数的比例，结合所述裂变电离室对所述抽样区域中子的响应参数确定所述裂变电离室对所述单能中子源的响应参数。3.根据权利要求1所述的1MeV以上单能中子注量率的测量方法，其特征在于，所述根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值，包括：根据所述中子源的角分布确定所述抽样区域中子数占所述中子源4π立体角中子数的比例；计算所述抽样区域中子到达待校准中子测量设备前表面的比例；根据所述单能中子源强、抽样区域中子数占4π立体角中子数的比例、抽样区域中子到达所述待校准中子测量设备前表面处能够覆盖前表面的面的比例、能够覆盖前表面的面的面积，获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值。4.根据权利要求3所述的1MeV以上单能中子注量率的测量方法，其特征在于，所述根据获得的单能中子源强及相应的中子角分布获得待校准中子测量设备预放置位置处中子注量率约定真值，所述中子注量率的计算公式如下所示：其中，代表中子注量率；R
s
代表抽样区域的中子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立华，李玮，段君仪，夏莉，刘蕴韬，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：