摘要：兰州大学研制的快中子成像探测器由聚乙烯转换器、铅玻璃微通道板和电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)相机组成,为了进一步提高探测器的空间分辨率,计划用硅微通道板(Silicon Microchannel Plate,Si-MCP)作为像探测器中的转换器和倍增器件。采用蒙特卡罗模拟工具包Geant4,建立Si-MCP的模拟模型,并模拟Si-MCP对14 MeV快中子的转换效率和空间分辨率随板厚、倾角、孔径、壁厚的变化规律。通过分析模拟结果,对Si-MCP的几何结构进行优化,最终确定Si-MCP的几何参数。模拟结果显示:转换效率主要随板厚的增加而增加,倾角方向的空间分辨率主要受到板厚和孔道倾斜角度的影响。当Si-MCP的板厚为1 mm,通道倾角为2°,孔径设置为10μm,壁厚设置为10μm时,Si-MCP对14 MeV快中子的转换效率为0.15%,倾角方向的空间分辨率为43μm。采用V型叠加的双层Si-MCP探测系统,对14 MeV快中子的转换效率为0.31%,倾角方向的空间分辨率为43μm。模拟结果将作为设计快中子像探测器中的Si-MCP的参考依据。

摘要：对400kV强流中子发生器进行了物理设计。采用Poisson/Superfish软件对中子发生器高压电极和加速管的电场分布进行了模拟,结果显示,各关键区域的空间电场最大值远低于击穿电场限值。以强流束旁轴包络方程为基本模型,发展了强流束传输系统束包络的计算机模拟程序IONB1.0,模拟了中子发生器传输系统中40mA的D束流包络。结果显示,设计方案中所采取的两间隙高梯度加速结构有较强的聚焦性能,能有效抵消强流束空间电荷效应造成的束流发散,加速管出口处的束包络半径约3cm,由加速管出口处的空间电荷透镜和三重四极磁透镜组成的传输系统能将束流聚焦在约140cm处的靶上,且束斑直径小于2cm。

摘要：硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)作为一种有效的治疗癌症的方法,在全世界范围内已被广泛认可。基于^(7)Li(p,n)反应的加速器中子源具有反应阈值低、中子产额高、平均中子能量低、易慢化等优点,是最具潜力实现BNCT的加速器中子源。首先采用蒙特卡罗程序Geant4(GEometry And Tracking)程序模拟了不同能量的质子轰击不同厚度锂靶的中子源特性,提出用3 MeV的质子轰击0.2 mm厚度锂靶的加速器参数设计方案。随后开展了中子慢化体的模拟和优化设计研究,提出了一种“26 cm MgF_(2)+10 cm TiF_(3)”的组合作为慢化层结构,采用0.08 cm的^(6)Li作为热中子吸收层、1.5 cm的Bi作为γ吸收层。在加速器质子束流15 mA的条件下,模拟获得的慢化体出口超热中子注量率达到1.16×10^(9)n·cm^(−2)·s^(−1),快中子与超热中子比率(Φ_(epi)/Φ_(fast))为21.64,热中子与超热中子比率(Φ_(epi)/Φ_(th))为125.23,γ成分(D_(γ)/Φ_(epi))达到1.82×10^(−13)Gy·cm^(2)·n^(−1)(epi),可以满足BNCT的研究需求。

摘要：为了设计用于监测D-T中子产额的反冲质子望远镜系统,采用MCNP程序模拟了14MeV中子在不同厚度的聚乙烯膜上产生的反冲质子的产额、能谱及角分布,通过对反冲质子的产额、能谱和角分布数据的分析,给出了用于D-T中子产额监测的反冲质子望远镜系统的聚乙烯膜最佳厚度和探测器放置位置。建立了D-T中子源模型,模拟设计了反冲质子望远镜系统,并给出了系统的探测效率。

摘要：设计了一个用于D-T快中子治疗的准直屏蔽体,通过D-T中子在准直屏蔽体中的MCNP模拟,计算了屏蔽体外透射中子和透射光子在水中的吸收剂量,由此评价了准直屏蔽体的屏蔽效果。利用MCNP程序,模拟了准直中子束及中子束中的γ射线在源皮距(SSD)100cm处的能谱,计算了γ射线与中子束在水中吸收剂量的比值,对准直中子束中γ射线的污染水平进行了评价。完成了准直中子束在人体组织等效水箱中输运的MCNP模拟,给出了吸收剂量深度分布、吸收剂量横向分布和吸收剂量等剂量曲线。

摘要：中子照相是一种重要的无损检测技术,它能用于火工产品、毒品和核燃料元件等的检测。基于紧凑型D-T中子发生器,完成了一个用于快中子照相的准直屏蔽体系统(BSA)的物理设计。根据D-T中子源的能谱和角分布建立了中子源模型,采用MCNP4C蒙特卡罗程序,模拟了准直屏蔽体系统中中子和γ射线的输运,准直中子束相对于单位源中子的中子注量可以达到9.30×10^(-6)cm^(-2),准直中子束中主要是能量大于10 Me V的快中子;在设置的样品平面直径14 cm的照射视野范围,准直束中子注量的不均匀度为4.30%,准直束中中子注量与γ注量的比值为17.20,中子通量和中子注量比值J/Φ为0.992,说明准直中子束有好的平行性;准直屏蔽体外的泄露中子注量率与准直束中子注量率相比降低了2个量级。所设计的准直屏蔽体能满足快中子照相的要求。

摘要：紧凑型D-D中子发生器为工业物料中子活化分析提供稳定可靠快中子源,其控制系统需要实现对加速器现场多设备远程参数调节和状态监测,保证中子发生器持续稳定运行,采用PC机加智能仪器构成的分布式结构,设计开发了一套基于Lab VIEW的综合控制系统,将My SQL数据库接入控制系统,实现中子发生器各设备主要运行参数的保存与查询。系统测试稳定,并成功应用于该中子发生器的调试和实验中。

摘要：介绍了一新型的用于(n,2n)反应截面测量的由"80根3He正比计数管和聚乙烯慢化体"组成的3He球形4π中子探测器的优化设计,并采用蒙特卡罗方法计算了探测器系统的单位中子能量注量响应,提高了探测器的设计效率,也为实验验证提供参考依据。