牛昊轩，杨 剑，陈富财，莫锦涛，甘 斌

（1.中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都 610213；2.有研工程技术研究院有限公司，北京 101400）

1 概述

高含钨铝基屏蔽材料是以高纯铝为基体，钨和碳化硼为屏蔽组元的高性能复合屏蔽材料，能够同时屏蔽γ射线、热中子和快中子，有助于实现反应堆体积小、质量轻的设计目标。本文基于X-COM及MCNP程序对材料的成份进行了优化计算，给出了不同配比下该材料的屏蔽性能及力学性能，能够为材料的最终定型提供依据。

2 γ射线线性减弱系数（μl）的理论计算

图1 不同材料的γ射线线性减弱系数与γ射线能量的关系曲线

采用X-COM程序分别计算了密度为4.1g/cm3、6.9g/cm3、8.2g/cm3、9.1g/cm3和10.0g/cm3的Al/W/B4C材料的γ射线线性减弱系数（μl），材料编号依次为：LWB41、LWB69、LWB82、LWB91和LWB10。几种材料的γ射线线性减弱系数（μl）计算结果如图1所示。

从图中可以看出，铝基复合屏蔽材料中的钨含量越高、密度越大，γ射线线性减弱系数越高。随着γ射线能量的增加，材料的线性减弱系数显著降低。

针对Co60和Cs137γ射线，这两种射线的平均能量分别为1.25MeV和662KeV。由理论计算得到当材料密度≥8.2g/cm3时，对Co60和Cs137γ射线线性减弱系数（μl）分别大于0.41cm-1和0.7cm-1，能够较好地满足工程要求。

3 热中子吸收率的理论计算

计算了不同B4C含量的铝基复合屏蔽材料（厚度25mm）的热中子吸收率。几种铝基复合屏蔽材料的密度均为8.2g/cm3，成分如表1所示：

表1 用于热中子吸收率计算的材料成分

几种材料的中子吸收率计算结果如图2所示：

从图中可以看出，随铝基复合屏蔽材料中B4C含量的升高，对热中子（能量为0.025eV）的吸收率升高。……