特快中子测量中探测器角度模拟与屏蔽条件实验研究

光子脉冲宽度 分布 ， 确定 了特 快中子能谱测量的最佳屏蔽铅条件。
关键 词： 特快 中子 ； 探测角度 ； 屏蔽条件 ； 能谱
中图分类号 ： Ｔ Ｌ ８பைடு நூலகம்１ ６＋． ３ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ６ ） １ １ — １ １ ３ １ － ０ ４
的Ｔ ａ 靶， 通过 模拟 计算 得 到高 能 电子打 靶后 大 于１ Ｍ ｅ Ｖ 的 中子 和 光 子 角 度 及 其 能 量 分 布规
律如图 ３ ， 图 ４所 示 。
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图１ 特快 中子飞 行 时 间探测 系 统
１ ． ２ 原 理
高能 电子轰 击 金 属 靶 ， 轫 致 辐 射 产 生 光
不同种 类 的俘 获 截 面 引。我 国东 莞 的 散 裂 中子 源在 ２ ０ １ ８年 前 ¨ 仍 不 能 投入 使 用 ， 目前 中子 方 面 的实 验 对 中 子束 流需 求 量较 大 ， 因此 光 中子 源 的研 究 与应 用 也应 同时 进行 。强 激光
中子的探 测位 置。再基 于模 拟确定 的探测位 置， 采用不 同厚度的前 向屏蔽铅对光子脉宽进
产 生 的特快 中子 作 为 中子 源 ， 采用 Ｓ Ｔ ４ ０ １塑 料
作者简介 ： 邓超 （ １ ９ ９ １ 一） ， 男， 四川成 都人 ， 在读硕 士 生， 攻读方 向 为核 辐 射探 测 研究 。通 信作 者 ： 庹 先 国， 男， 教授 ， Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｔ ｕ ｏ ｘ ｇ ＠ｓ ｗ ｕ ｓ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 。
阈探 测器 法 和 Ｂ ｏ ｎ ｎ ｅ ｒ 球 法 等 。其 中 ， 飞 行 时
间法相 比其它能谱测量方法得到的中子能量更
为精确 ， 并 在 中子 截 面 测量 上 得 到 了更 为 广 泛 的应 用 ， 欧洲 核 子 中心 的散 裂 中子 源 飞行 时 间
设施测量 了多种元 素对 中子 的裂变截 面 。 和
清华大学加速器实验室 的 Ｌ Ｐ Ａ可稳 定产
生大于 １ ０ ０ Ｍ ｅ Ｖ， 电荷量介 于 １ ０—２ ０ ｐ Ｃ之 间
的高能电子。因此 Ｇ ｅ ａ ｎ ｔ ４模拟时 ， 电子能量为 １ ０ ０ Ｍｅ Ｖ， 电子 数 为 １ ． ０×１ ０ ， 靶 材 为 ２×２ Ｃ ｌ Ｔ Ｉ
反 冲质子 法 … 、 核 反应 法 ｊ 、 飞 行 时 间法 叫Ｊ 、
本工 作 以清华 大学 加速 器实 验室 激光 等离 子 体加速 器 （ Ｌ Ｐ Ａ） 的高 能激 光轰 击气 态靶 产 生 的高 能 电子 为基 础 ， 开 展 探 测 角度 模 拟 与光 子 屏 蔽条 件实 验 研 究 。首 先 ， 通 过模 拟 得 到 中子 与光 子 的能 量 和 角 度 分 布规 律 ， 分 析 确 定特 快
随着 快 中子 源 、 快 中子 物 理及 其 快 中 子应
产生 中子 ｒ ｌ 。 ， 而 利用 激光 与气 态靶 材相 互作
用 产 生 高 能 电 子 打 靶 产 生 中 子 的应 用 研 究 较
少。
用 技术 的迅 猛发 展 ， 快 中子 能 谱 测量 方 法 也 日 趋完 善 。 目前 ， 常用 的快 中子能 谱测 量方 法有 ：
基 金 项 目：西 南 科 技 大 学 研 究 生 创 新 基 金 （ １ ６ ｙ ｃ ｘ ０ ０ ４） ；国 防 科 工 局 技 术 基 础 科 研 项 目
（ Ｊ Ｓ Ｊ Ｌ ２ ０ １ ４ ４ ０ ４ Ｂ ０ ０ １ ） 资 助。
１ ． １ 仪 器
实 验采 用 Ｌ Ｐ Ａ 加 速 产 生 的 高 能 电子 打 靶
第３ ６卷
２ ０ １ ６年
第 １ １ 期
１ １ 月
核 电子学 与探 测技 术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ） ，
Ｖ ｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． １ ｌ
Ｎｏ ｖ ２ Ｏｌ ６
特 快 中子 测 量 中探 测 器 角 度 模 拟 与 屏 蔽 条 件 实 验 研 究
邓超 ， 杨棉罡。 ， 庹先 国 ， 王琦标 ， 李怀 良 ， 冷 阳春‘
（ １ ． 核废物与环境安全国防重点学科实验室西南科技＿ 入学、 ｌ ￣） ｆ ｌ 绵阳 ６ ２ １ ０ １ ０ ； ２ ． 清华大学工程物理系， 北京 １ ０ ０ ８ ４ ； ３ ． 地质灾害防治与地质环境保护国家重 实验室成都理工大学， 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ； ４四川理工学院， 四川 自贡 ６ ４ ３ ０ ０ ０ ）
行 实验 ， 确 定特 快 中子 能谱 测 量 的铅 屏 蔽条件 。
利用实验确定 的特快 中子能谱测量的探测位置 与屏蔽条件 ， 为后期 Ｌ Ｐ Ａ光中子源特快 中子能 谱测量及 ｎ ／ 甄别等进一步工作奠定基础。
可与固态靶材相互作用产生高能带电粒子进而
１ 仪器与原 理
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６—１ １ —１ ４
摘要 ： 采用 Ｇ ｅ ａ ｎ ｔ ４对 １ ０ ０ Ｍ ｅ Ｖ电子轰击 Ｔ ａ靶产生 的中子和光 子的能 量和 角度分布规律进 行模 拟
研究 ， 对特快中子和光子 能量和数量 的角度 分布情况 比较 分析 ， 确定 了探 测器 的探 测 角度 ； 结 合 中子 能
量测量原理与 实验 现场实际情况 ， 确定 了探 测位 置。在基 础铅 屏蔽条件下 ， 对 比不 同厚度前 向屏蔽铅 的
闪烁探 测 器 探 测 光 子 和 中 子 ， 通 过 远 程 控 制
Ｌ ｅ Ｃ ｒ ｏ ｙ Ｗａ ｖ ｅ Ｒ ｕ ｎ ｎ ｅ ｒ ６ ４ Ｍ Ｘ ｉ —Ａ示波 器进 行数 据读取与存储 ， 特快 中子 飞行时间探测系统如
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图 １ 所示。
２ 探 测 位 置 模 拟