14MeV中子慢化材料制造技术

本发明专利技术涉及一种14MeV中子慢化材料。其特征在于用3种材料依次慢化14MeV中子：先用慢化14MeV中子能力强、热中子吸收截面大、厚度为7cm的钨(1)慢化14MeV中子束，然后用慢化14MeV中子能力稍若、热中子吸收截面小、厚度为6cm的铅(2)进一步慢化中子束，最后用中子慢化能力强、热中子吸收截面非常小、厚度为21cm的重水(3)对中子束进行慢化，慢化后的中子束内快中子所占比例小于3％。当D-T中子发生器产额高于1.05×1012n/s，本发明专利技术可用于硼中子俘获治疗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种14MeV中子慢化材料，属于核技术应用领域。
技术介绍
在硼中子俘获治疗(BNCT)中，肿瘤位置的中子通量需要大于lOlm-Y1，快中子所占比例要求小于3%。高产额D-T中子发射器具有价格低、体积小、可移动、关断后无辐射等优点，是BNCT最佳的候选中子源。但是其中子能量为14MeV，需要慢化后才能用于BNCT。随着产额为1012n/s的D-T中子发生器的出现，14MeV中子的慢化成为研究热点。目前，常用的中子慢化材料是铅、水、重水、石蜡以及聚乙烯等，其缺点是慢化效率低，即使D-T中子发生器的产额提高到1013n/s，也达不到BNCT的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种14MeV中子慢化材料，所要解决的技术问题是提高其慢化效率。本专利技术采用的技术方案是:14MeV中子慢化材料是由3种材料构成，第I种材料是7cm厚的钨，第2种材料是6cm厚的铅，第3种材料是21cm厚的重水。本专利技术的设计理由如下:14MeV快中子被重金属非弹性散射后，大多数散射中子的能量低于3MeV，能谱的峰值在2MeV左右，此能量是氢元素慢化效果最佳的区域。因此，常用重金属对14MeV中子进行慢化，然后再用富含氢元素的物质对其进一步慢化。钨和铅都属于重金属，密度大，慢化快中子的能力强。此外，钨和铅的(n，2n)反应截面比较大，能对中子起到增殖作用，有利于提高热中子通量，降低快中子比例。钨的密度(19.35X 103kg/m3)比铅(11.34X 103kg/m3)大，慢化快中子的能力强，但是其热中子吸收截面(11.0b)远大于铅(0.1b)的。由于最初的中子束内热中子比例非常少，所以用快中子慢化能力强、热中子吸收截面大的钨对其进行慢化，然后用慢化能力稍弱、吸收截面非常小的铅对中子束进一步慢化。当中子能谱的峰值降低到2MeV左右时，再用富含氢元素的物质对其进行慢化。碳、氢、氘、氧的热中子吸收截面依次为:0.0030b,0.1900b,0.0005b和0.0001b。很明显，重水的热中子吸收截面远远小于水，石蜡以及聚乙烯。钨和铅慢化后的中子束所含的热中子比例较大，适合用重水慢化。MCNP程序的模拟结果显示，当钨、铅、重水的厚度分别为7cm、6cm和21cm是，14MeV中子慢化材料的慢化效果最好。本专利技术的有益效果是，可以有效地提高14MeV中子的慢化效率，如果D_T中子发生器的产额高于1.05X 1012n/s，本专利技术可以使其热中子通量大于1.0X 109n/s，且快中子的比例小于3%，满足BNCT的要求。附图说明下面结合附图和实施例进一步对本专利技术进行说明。图1为本专利技术的截面图。图中1.钨，2.铅，3.重水。具体实施方式在图1中，钨(I)、铅⑵和重水⑶依次紧密连接。14MeV中子束首先进入7cm厚的钨(I)内，被初步慢化后进入6cm厚的铅(2)内，当其能谱的峰值被铅(2)降低到2MeV左右后进入重水⑶内，在离开重水⑶时，快中子的比例低于3%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种14MeV中子慢化材料，由钨、铅和重水3种材料组成的，其特征是：钨、铅和重水依次紧密相连。

【技术特征摘要】
1.一种14MeV中子慢化材料，由钨、铅和重水3种材料组成的，其特征是:钨、铅和重水依次紧密相连。2.根据权利要求1所述的14MeV中子慢化材料，其特征是:钨的厚度为7cm，与铅紧密相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：程道文，李鑫，兰民，韩冬，向鹏，韦韧，董小刚，孙正昊，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：