硼化钨材料中子屏蔽性能及次级 γ 剂量 产生的模拟研究

• 作者: 池晓淼 韩毅 刘立业 陈法国 李国栋 沈华亚 杨明明 孙岩松
• 来源期刊: 辐射防护
• 关键词: 硼化钨系化合物 Geant4 中子吸收 次级γ射线
• 年，卷（期）: 2024,（4）
• 所属期刊栏目: 辐射防护方法
• 页码范围: 55-64
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

对辐射防护材料硼化钨的中子吸收和次级γ射线屏蔽性能进行分析。采用Geant4程序，对材料厚度0～2 cm、能量为热中子～20 MeV的入射中子进行模拟分析。研究结果表明：(1)硼化钨材料主要作用于热中子～10-2 MeV中子的吸收屏蔽。由不同材料对应的中子宏观分出截面和材料密度可知，厚度一定时，W2B5的中子吸收性能最优，质量一定时，WB4中子吸收性能最优。以热中子为例，W2B5材料的中子宏观分出截面约为B203材料的8.67倍，是PB202屏蔽材料的40.59倍；(2)相比于传统中子吸收材料，W-B系化合物在低能中子吸收方面优势更为显著；(3)随着入射中子能量的增大，次级γ剂量对总剂量的贡献呈下降趋势；随着硼化钨材料厚度的增加，次级γ剂量对总剂量的贡献不断升高。为明确硼化钨应用场景及优势，实现中子源屏蔽装置的优化设计提供数据参考，具有实际的工程指导价值。