30b型六氟化铀运输桶外表面光子周围剂量当量率的模拟研究

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1、申请上海交通大学工程硕士学位论文30B型六氟化铀运输桶外表面光子周围剂量当量率的模拟研究院系：机械与动力工程学院工程领域：核能与核技术工程交大导师：王德忠教授企业导师：陈继亮高工工程硕士：花正东学号：1100222007上海交通大学机械与动力工程学院2014年06月ThesisSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofEngineeringMasterMONTECARLOSTUDYOFAMBIENTDOSEEQUIVALENTOFPHOTONOUTSIDEMODE30B

2、CYLINDERM.D.Candidate：HUAZhengdongSupervisor（I）：WANGDezhongSupervisor（II）：CHENJiliangSpeciality：NuclearEnergyandNuclearTechnologyEngineeringSchoolofMechanicalEngineeringShanghaiJiaotongUniversityShanghai,P.R.ChinaJune,2014上海交通大学工程硕士学位论文摘要30B型六氟化铀运输桶外表面光子周围剂量当量率的模拟研究摘

3、要随着国家核能不断的建设和发展，必然需要开采更多的核能资源，核材料的周转将更加频繁。六氟化铀作为基础的核材料，被广泛用于铀-235的浓缩、周转等环节。六氟化铀自身中含有放射性核素，使得运输六氟化铀的运输容器相当于一个辐射源，不断向其周边发出射线，从而产生外照射的辐射防护问题。为研究六氟化铀运输桶外表面的光子周围剂量当量率，选择应用最广的30B型运输桶作为研究对象。对国内外六氟化铀运输桶辐射屏蔽研究现状及其外表面辐射水平做了调研。基于EGSnrc蒙特卡罗程序模拟计算了50keV至3MeV光子在六氟化铀、16MnDr材料中的质量减弱

4、系数，以及光子穿过不同厚度六氟化铀、16MnDr材料时的光子周围剂量当量累积因子。依据EGSnrc蒙特卡罗程序模拟计算结果，采用数值计算方法给出了50keV至3MeV的单个光子至30B型运输桶外表面不同距离处的剂量转换系数；同时，采用MCNP、FLUKA蒙特卡罗模拟程序对EGSnrc的计算结果进行了验证。通过验证，说明采用EGSnrc模拟计算所得结果是合理、可靠、准确的。最后，本文采用数值计算方法给出了U-234、U-235、U-238及其近代子体在30B型运输桶外表面不同距离处的转换系数；装载六氟化铀不同时间后，30B型运输桶

5、外表面的光子周围剂量当量率；以及在储存不同时间后再卸载时，空的30B运输桶外表面的光子周围剂量当量率。通过本文的研究分析，基于EGSnrc蒙特卡罗模拟程序计算所得结果用于计算30B型六氟化铀运输桶外表面的光子周围剂量当量率是可行的，也是比较快速的方法，可以为30B型以及其他型号运输桶的辐射防护提供有力的技术支持。关键词：周围剂量当量，六氟化铀，累积因子，MCNP，FLUKAI上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTMONTECARLOSTUDIESOFAMBIENTDOSEEQUIVALENTRATEOFPHOTONOUTS

6、IDEMODEL30BCYLINDERABSTRACTAlongwiththenationalnuclearpowerconstructionanddevelopment,theinevitableneedminingmorenuclearpowerresources,acceleratetheturnoverofnuclearmaterials.Uraniumhexafluorideisthebasisofnuclearmaterial,iswidelyusedinU-235enrichment.Thevesselfilled

7、uraniumhexafluorideisasourceofradiationduetouraniumhexafluoridecontainingradionuclide.Therefore,theproblemofexternalradiationprotectionforuraniumhexafluoridetransportvesselisunavoidable.Model30Bcylinderisselectedtostudyphotonambientdoseequivalentoutsideofuraniumhexaf

8、luoridetransportvesselduetoitsmostwidelyapplied.Thispaperstudiestheradiationlevelsurfaceofuraniumhexafluoridetransportcontainerrela