U裂变碎片在PIN探测器中沉积能量的实验研究.PDF

第37 卷 第11 期 核 技 术 Vol.37, No.11 2014 年11 月 NUCLEAR TECHNIQUES November 2014 235U 裂变碎片在PIN 探测器中沉积能量 的实验研究 王立宗 朱学彬 杨建伦 张建华 冯璟华 李波均 杨高照 （中国工程物理研究院核物理与化学研究所 绵阳 621900 ） 摘要 利用中子与 235U 发生裂变反应的截面在裂变中子能区基本不变这一特点，可设计研制裂变靶室探测系 统，该系统中子能量响应较平坦，在脉冲中子总数测量中有广阔的应用前景。利用K-400 加速器稳态DT 中子 源，实验标定了235U 裂变碎片在PIN 探测器中的平均沉积能量，并与理论计算结果进行了比较。裂变靶室系 统探测效率可通过数值计算准确给出，与平均沉积能量实验测量值相结合，可得到准确的中子灵敏度数据，进 而获得裂变靶室探测系统中子能量响应曲线。 关键词 裂变碎片，裂变靶室，PIN 探测器，沉积能量 中图分类号 TL816.3 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.110403 利用中子与235U 发生裂变反应的截面在裂变中 n n E dep N E N (1) i i i   子能区基本不变这一特点，可设计研制裂变靶室探 i 1 i 测系统，该系统中子能量响应较平坦[1−3] ，在脉冲中 式中，E 为裂变碎片在PIN 探测器灵敏层内的平 dep 子总数测量中有广阔的应用前景。对裂变靶室探测 均沉积能量，MeV ；Ni 为多道分析器第i 道的计数； 系统中子能量响应的研究需采用理论计算结合实验 Ei 为第i 道对应的碎片能量，MeV 。 标定的方法。 裂变靶室系统的中子灵敏度与裂变碎片在探测 2 实验系统 [4] 235 裂变碎片在 器中的沉积能量等因素有关 。 U PIN 探测器中的平均沉积能量可利用加速器稳态中子源 实验系统由中子准直屏蔽系统、裂变靶室探测 进行实验研究，利用多道谱仪记录PIN 探测器中的 系统及多道记录系统组成。 裂变碎片能谱，分析计算裂变碎片在探测器灵敏层 2.1 中子准直屏蔽系统 中的平均沉积能量，并与数值计算的探测效率相结 合，可以获得裂变靶室探测系统的中子灵敏度能量 裂变靶室前设计方形中子准直器，内径 响应。 ⌀35 mm，材料为铁，长度10 cm。 中子屏蔽系统的设计基于 MCNP 程序对裂变 1 实验原理和方法 靶室探测器处散射本底水平的模拟计算结果，在散 射本底