HT7超导托卡马克上辐射剂量测量与分析.pdfVIP

维普资讯 第26卷 第2期 辐 射 防护 V01．26 No．2 2OO6年 3月 RadiationProtection Mar． 20o6 HT．7超导托卡马克上辐射剂量测量与分析 陈珏铨 朱玉宝 张 卫 (中国科学院等离子体物理研究所，合肥，230031) 摘 耍 }rr．7超导托卡马克是我国正在运行中的中型准稳态磁约束聚变实验研究装置 。运行时产生一 个复杂的瞬发混合辐射场。本文介绍了该装置上中子辐射剂量率的测量方法以及在欧姆、波辅助加热 长脉冲等放电模式下的剂量率特点，并且给出了x与 7射线的总辐射剂量测量方法和分析结果。在严 格遵守安全操作规程的前提下，目前的等离子体物理实验对人员产生的总辐射剂量低于国家辐射安全 标准的规定。 关键词 托卡马克 辐射剂量 中子 x与7射线 1 I-IT-7超导托卡马克放电期间的辐射 7、r=8．08×losn／s[引。 肿_7上已经获得的最高 场分析 等离子体参数：等离子体电流255kA，离子温度 肿-7超导托卡马克形如轮胎状，依靠等离 为 1．2keV，等离子密度为6．5×10m～，放电 子体电流和环形线圈的强磁场将处于高温等离 时间长度为237．1s。 子体状态的物质约束在环形真空容器里，并以 除少数在特殊放电模式下产生光中子外， 此来实现聚变反应。HT-7超导托卡马克的主 HT-7放电时产生中子的反应主要有以下几种： 要研究 目标是获得并研究准稳态高温等离子 中子最主要的能量为2．45MeV，由D．D聚变反 体，检验和发展与其相关的工程技术，为未来稳 应产生；还有一小部分能量为 14．03MeV的中 态先进托卡马克聚变堆提供工程技术和物理基 子，所 占份额在0．2％和2．O％之问h33J。 础。由于该装置主要进行的是氘一氘 (D．D)核聚 D+D一 He(0．82MeV)+n(2．45MeV) 变反应实验，因而是一个强的放射源：m’-7运 D+D—T(1．01MeV)+n(3．02MeV) 行时主要产生中子辐射、x与7射线。分析其 D+D一 He(3．56MeV)+n(14．03MeV) 对周围环境辐射水平的影响很重要；同时，中子 HT-7放电时由高温热核聚变反应产生一 将造成装置外围部件和实验仪器的活化。 个很强的瞬发混合辐射场。除中子外，主要还 该装置周围的中子剂量率水平主要取决于 有能谱很宽的轫致辐射4【J。整个电磁波谱能量 等离子体中的离子温度及其分布、等离子密度 范围很宽，我们关心的是 x与7射线。本文主 及其分布，以及等离子体体积。根据HT．7目前 要分析中子和光子的辐射剂量特点及其影响因 的典型放电运行参数：中心等离子体密度 nlY3 素。 = 1．0×10m～，中心离子温度 TDo=1．0keV， 并且假设等离子密度和温度在小半径方向上分 2 中子辐射剂量率测量和在各种不同 布均为二项式分布llJ，装置大半径 R=1．22m， 的放电状态下的剂量率分析 小半径 口：0．27m，经过计算可得中子产额为 2．1 测量仪器和测点位置安排 国家自然科学基金项 目；中国科学院合肥物质科学研究院院长基金 (2oo2o6o1)资助。 第一作者简介：陈珏铨，男，1979年出生，2OO2年毕业于四川师范大学物理教育专业，现为中科院等离子体物理研究所等离 子体物理专业博士研究生。 维普资讯 · 94 ·