散射中子对带屏蔽体的252Cf同位素中子源辐射场的影响.PDF

第 36 卷 第 10 期 核 技 术 Vol. 36, No.10 2013 年 10 月 NUCLEAR TECHNIQUES October 2013 散射中子对带屏蔽体的 252Cf 同位素 中子源辐射场的影响 刘立兴 1,2 夏晓彬 1 盛尹祥子 1,2 陈 峰 1,2 1 （中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800 ） 2 （中国科学院大学 北京 100049 ） 摘要 同位素中子源和中子刻度室在实际使用中通常带有屏蔽体。本文采用蒙特卡罗计算与实验结合的方法， 研究了散射中子对带屏蔽体的 252Cf 同位素中子源辐射场的影响。通过计算带屏蔽体的252Cf 中子源和裸252Cf 中子源的中子能谱、中子注量率和中子周围剂量当量率，分析了屏蔽体产生的散射中子对辐射场的影响。依 据蒙特卡罗计算所获得的有、无源室墙壁、地面和屋顶条件下的中子注量率和中子周围剂量当量率，分析了 源室墙壁、地面和屋顶所产生的散射中子对辐射场的影响。计算结果表明，该中子辐射场的平均中子通量-周 252 2 2 围剂量当量转换因子由裸 Cf 中子源的385 pSv·cm 降至280 pSv·cm ，源室的墙壁、地面和屋顶产生的散射 中子对中子注量率与中子周围剂量当量率的影响与距中子源的距离平方成正比。中子周围剂量当量率仪的实 验测量结果与理论计算结果符合良好，验证了计算结果的可靠性。本研究为利用非标准同位素中子源中子参 考辐射场进行辐射防护仪表的校准提供了一种实践可行的方法，具有很好的实用性。 关键词 中子辐射场，屏蔽体，散射中子，蒙特卡罗方法 中图分类号 TL929 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2013.hjs.36.100201 国际标准化组织制定的 ISO 8529[1–3]系列标准 围剂量当量率的影响，以及在距中子源不同距离处 规定了中子参考辐射场的特征和产生方法、照射室 源室墙壁、地面和屋顶散射中子对中子辐射场的中 和辐射防护仪表刻度的基本方法。该标准规定同位 子注量率和中子周围剂量当量率的影响。本工作为 素中子源的中子参考辐射场须采用裸同位素中子 利用该类中子参考辐射场进行辐射防护仪表的校准 源。然而，部分实验室由于中子实验需要、场所的 提供了一种实践可行的方法。 局限性以及安全管理等因素，需要为同位素中子源 制作屏蔽体。屏蔽体产生的散射中子将改变裸源的 1 材料与方法 同位素中子辐射场的中子能谱。屏蔽体、源室内墙 1.1 MCNP4C 模型的建立 壁、地面和屋顶等产生的散射中子会影响中子辐射 252 场的中子注量率分布和中子周围剂量当量率分布。 上海某公司带屏蔽体的同位素中子源是 Cf 252Cf 的质量为 1.82 μg 。中子源活性材料 因此，为了正确使用带屏蔽体的同位素中子辐射场 中子源。 进行中子探测器的性能与参数相关的研究与校准， 由两层厚度均为 0.8 mm 的杯状不锈钢材料封装。 需要仔细研究辐射场中屏蔽体等因素产生的散射中 封装后的中子源外表面为7.8