单球中子能谱仪的发展概况

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1、2016年6月宇航计测技术Jun．，2016第36卷第5期JoumalofA8tron肌ticMetmlo防锄dMe鹊urementV01．36，No．5文章编号：1000一7202(2016)05—0047一07中圈分类号：m16．3文献标识码：A单球中子能谱仪的发展概况张伟华刘毅娜王志强李春娟徐鸱(中国原子能科学研究院计量测试部；计量与校准技术重点实验室，北京102413)摘要本文调研了国内外多家实验室的多探头单球中子能谱仪技术现状，核心探测器主要是活化片、热释光剂量计、6Li一7Li对玻璃闪烁体、硅二极管、位置灵敏正比计数器等。针对这几

2、种单球中子能谱仪的结构设计、能量响应模拟、能谱实验测量等进行了讨论分析。关键词中子能谱单球活化片热释光剂量计6“一7“对玻璃闪烁体位置灵敏正比计数器Ove州ew0fSin醇e-sphere№!utmnEner留SpectrometerZHANGWei-huaUUYi-眦WANGzhi-qi锄gUChun．ju明XUKun(Radia血mMet∞lo盱蚰dMeagu弛mentDivi8ion，ChinaImltituteofAt01【nicEner舒；NationalkeyLahtoryforMetroIogy舭dCalibmtion‰hlli

3、qu髓，Beijing102413)Ab—呐虻tGene随lly，seVe腿Ikindsoftlle咖alneutI_0ndetectorssuch硒actiVationfoils，t．Ie册olu。miniscentdosimeters(11D)，6“·7Lipaillsgl躺sscintillato玛，position—sensitiveproportionalcounter，etal，wereused黯tIIecoredetec熵inthesingle-sphereneutrlonener夥spectromete硪Acco耐ingtot

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5、tion．sensitiveproportionalcounter1引言对于热能至20MeV能区的中子能谱测量，使用多球中子能谱仪(即Bonner球)测量中子能谱的方法在国际上得到了广泛认可，另外还有闪烁体谱仪、反冲质子计数管组合探测器、ROSPEC谱仪等测量装置。多球中子能谱仪中心是3He管，与中子发生核反应生成1H和3H，通过记录这两种带电粒子的信号而达到探测中子的目的。而在航天器舱内、高能加速器等辐射场所同时存在质子等带电粒子，成为本底干扰，无法扣除。同时多球谱仪体积大且较重，使用时需进行多次测量。核动力堆、核潜艇舱内空间狭小，受此限制

6、，需研制外观体积更紧凑的探测器。故国内外多家实验室将多球谱仪改进，研制单慢化球的中子能谱仪。并且单球中子能谱仪在使用时只需一次照射，较之多球谱仪更简单方便。以单球代替传统的多球谱仪，重点设计用于热中子探测的位置灵敏探测器。主要理念是设计一个聚乙烯慢化球，沿其x、Y、z中心轴均匀布置多个热收稿日期：2016一07—3l，修回日期：2016一∞一30作者简介：张伟华(1983．03一)，女。副研究员，主要研究方向：电离辐射防护与环境保护计量技术。·48·宇航计测技术2016年中子探测器，将整个慢化球分成多个壳层，通过三维空间内不同位置的热中子探测

7、，达到类似多球谱仪对于不同能量中子的相应慢化作用。依据单慢化球内主探测器的不同，可将单球中子能谱仪分为两类：一类在单聚乙烯慢化球内布置被动式探测器例如活化片、热释光剂量计等，另外一类是慢化球内放置主动式探测器例如3He正比计数器、二极管、闪烁体加光电倍增管等。本文主要就国内外的单球中子能谱仪的技术发展状况进行分析。2被动式单球中子能谱仪被动式单球中子能谱仪技术发展源于被动式多球中子谱仪的测量技术。多球谱仪技术可用于较宽范围(热能至数百兆电子伏)中子能谱测量，依据待测中子、1辐射场的成分差异，其核心探测器可布置金活化片【1。1或者对TLD【4“

8、3等组成被动式多球谱仪。金活化片组成的中子谱仪因其对光子不灵敏可用于较强1成分的中子一1混合辐射场的中子测量。而对TLD组成的中子谱仪优点是灵敏度高，但其测量结果的