鐘軍　任敏　楊毓樞　郭翔博

【摘 要】金箔在中子場中活化后，采用4πβ-γ符合測量裝置測量活化片活度，由此得到了孔道中熱中子注量率，將該測量結(jié)果與MCNP軟件計算結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者在6%偏差范圍內(nèi)保持一致。

【關(guān)鍵詞】金活化法；中子注量率；絕對測量

Thermal Energy Neutron Flux Measurement with Au Foil Activation Method

ZHONG Jun REN Min YANG Yu-shu GUO Xiang-bo

（Nuclear Power Institute of China， Chengdu Sichuan 610005， China）

【Abstract】The activity of Au foil was measured by 4πβ-γ coincident device when the foil was activated in neutron field.The neutron flux could calculated by the activity.The flux was calculated by MCNP software also and the deviation was less than 6%.

【Key words】Au foil activation method； Neutron flux； Absolute measurement

0 概述

反應(yīng)堆中孔道熱中子注量率對于反應(yīng)堆安全、材料輻照等具有極其重要的意義，而長計數(shù)管或普通電離室只能對孔道內(nèi)平均熱中子注量率進(jìn)行測量?；罨ǖ膬?yōu)點(diǎn)是測量精度高，尺寸小，受空間的限制很少，可得到孔道內(nèi)任意點(diǎn)熱中子注量率。通常用于熱中子的注量率測量的活化片有金、錳、銦和鏑等。由于金片易獲取、純度高，易加工，因此金活化法是目前最常用的一種中子注量率絕對測量方法。將純金活化片（197Au）在熱中子場中進(jìn)行輻照，生成有198Au，198Au為簡單的β-γ衰變核素，可以采用4πβ-γ符合測量裝置測得生成的198Au的活度，根據(jù)感生放射性物質(zhì)生成規(guī)律即可推算出孔道中熱中子注量率。

1 實驗原理

金活化片（197Au）在中子場中進(jìn)行輻照，通過197Au（n，γ）198Au反應(yīng)生成放射性核素。在純熱中子場中，單個原子的反應(yīng)率為：

2 試驗方法

2.1 測量設(shè)備

本次試驗采用的為核工業(yè)西南放射性計量站的4πβ（PC）-γ符合測量裝置進(jìn)行測量。本裝置由一個流氣式4π正比計數(shù)器和二個ф75×75mm的NaI（TI）閃爍計數(shù)器及相應(yīng)電子學(xué)設(shè)備構(gòu)成。測量范圍：（102-104）s-1；對于薄膜源，β道探測效率>95%；γ道測效率>9%（對于60Co光電峰）；γ道能量分辨率≤11%（137Cs661keV光電峰）；死時間<20μs；符合分辨時間<4μs。

2.2 試驗方案

首先不包鎘片，將活化片放置于孔道內(nèi)固定，結(jié)束活化后冷卻2小時，測量活化后金活化片的活度。待放射性物質(zhì)衰變完全后（約經(jīng)10倍半衰期），將活化片包鎘，保證活化、測量條件與末包鎘時一致，得到包鎘后活化片的活度。通過公式（4），就可以計算得到該點(diǎn)的中子注量率。

采用MCNP4c程序?qū)椎乐械闹凶幼⒘柯蔬M(jìn)行模擬計算，得到孔道中子注量率分布，并與測量結(jié)果進(jìn)行比較。

3 結(jié)果與分析

通過式（4）計算的結(jié)果及模擬計算結(jié)果見表1，試驗測量結(jié)果的不確定度為8.2%（k=2）。

4 結(jié)論

本文采用4πβ（PC）-γ符合測量裝置對在孔道中子輻射場中活化后的金活化片進(jìn)行測量，從而推算出孔道中子輻射場的熱中子注量率。試驗結(jié)果的不確定度為8.2%（k=2）。試驗表明，采用活化法對孔道中子場中熱中子注量率進(jìn)行定值是可行的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]谷振軍，等.中子活化片活度測量方法研究[J].核動力工程，2007，8Vol.28 No.4.

[2]國防科工委科技與質(zhì)量司.電離輻射計量[M].北京：原子能出版社，2002，9：69-72.

[3]J.霍斯特.中子活化分析[M].伍任，譯.北京：原子能出版社，1987，9.

[4]ASTM. E262-03. Standard Test Method for Determining Thermal Neutron Reaction and Fluence Rates by Radioactivation Techniques[Z].

[5]汲長松.中子探測實驗方法[M].北京：原子能出版社，1998，7：121-122.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]