基于蒙特卡罗方法的D-D中子发生器辐射防护研究

摘要

氘氘(D-D)中子发生器具有中子产额高,单色性好,可小型化等优势,因而在中子技术应用领域有着广阔的应用前景.D-D中子发生器产生的2.5 MeV中子由于穿透能力强以及穿过屏蔽层时产生二次γ射线因而难以屏蔽.本课题旨在设计一个符合国家相关规定的D-D中子发生器辐射防护方案.用蒙特卡罗程序模拟2.5 MeV中子以1×10^(8)n·s^(-1)通量穿过400 mm混凝土屏蔽墙时,工作人员所在监督区中子的最大周围剂量当量率为5.26μSv·h^(-1),高于职业暴露剂量限值.在此基础上,选用含硼高密度聚乙烯材料进行屏蔽加固.蒙特卡罗模拟结果表明,屏蔽加固后监督区中子的最大周围剂量当量率为0.49μSv·h^(-1),低于职业暴露剂量限值,其余各区域中子的周围剂量当量率也低于设计时要求的安全标准.实验测量结果与蒙特卡罗模拟结果基本一致.本文的研究结果为同类型D-D中子发生器的辐射防护提供了参考和借鉴.