无源符合中子计数器探测效率与泄漏增殖系数的模拟计算

• 作者: 初泉丽 李多宏 陆宏 鲍家斌 张天宝 田川 胡洪涛 杨丽芳
• 来源期刊: 世界核地质科学
• 关键词: 无源符合中子计数器 模拟 探测效率 泄漏增殖系数
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 分析
• 页码范围: 596-604
• 页数: 8页
• 分类号: TL273,O242
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.03.022

摘要

无源符合中子法通常用来确定被测源项中自发裂变的钚质量，需要事先对关键参数，如探测效率和增殖泄漏因子等，开展全面深入研究和计算，然后根据探测到的符合中子计数，利用相关公式计算得到钚含量。对探测器的效率进行模拟时，采用252Cf标准源充当测量样本，自发裂变中子能谱接近纯裂变谱，因此适用于快中子的被动测量，即在“快中子的主动测量”模式的基础上，去除Am-Li中子源，保留聚乙烯慢化体和镉内衬等结构；在对泄漏增殖系数M进行模拟时，MCNP输入卡中的探测器模型和进行探测器效率模拟的“快中子的主动测量”模型相同，对结果的准确性并无影响。为了得到符合中子计数器的探测效率与泄漏增殖系数，通过MATLAB编写脚本，实现了针对AWCC中子计数器的MCNP自动建模功能，仅需输入结构参数，即可快速生产AWCC中子计数器的MCNP输入文件，实现相同结构、不同尺寸的AWCC中子计数器的蒙卡模拟，进行探测器效率、中子与3He反应率以及测定含Pu废料时泄漏增殖系数M的计算。理论探测效率为24%，本次模拟计算出的探测器效率为23.27%，两者结果相差不大，可判定模拟结果可信度较高；泄漏增殖系数M的计算结果随材料质量的增大而增大，与参考文献[4]结果的变化趋势一致。本工作为探测器的实际应用奠定了理论基础。