基于快中子多重性计数器的Pu样品属性测量研究及改进
2020-10-24苏祥华张全虎侯素霞黎素芬杨建清侯林军
苏祥华,张全虎,侯素霞,黎素芬,杨建清,侯林军,庄 琳
(火箭军工程大学,陕西 西安 710025)
快中子多重性计数(FNMC)分析方法作为一种新的核材料无损分析方法,由于其直接测量快中子的特性,在核材料衡算和属性认证中发挥着越来越重要的作用[1-2]。对核材料自发裂变能谱研究发现,具有较好n/γ甄别能力的液体闪烁体探测器(简称液闪)较3He正比计数器更便于直接对快中子进行测量而不需对中子进行慢化[3-4],从而避免样品信息的丢失,因而在Pu样品测量时FNMC分析方法较中子多重性计数(neutron multiplicity counting, NMC)分析方法更具备发展优势[1]。
洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory, LANL)最早构建了快中子符合测量原型装置,用于分析非纯核材料[5]。随着n/γ甄别和信号处理系统的技术升级,LANL搭建了基于液闪的井型装置,测量取得了一系列的成果,但由于散射串扰的影响导致测量结果偏差较大[6]。劳伦斯利弗摩尔实验室搭建了基于液闪的探测阵列,具有更快的中子响应,实现了对高计数率样品的测量[7-8]。密歇根大学的Pozzi教授带领的团队搭建了1套2层摆放的采用EJ-309和不同探测器交叉布置的方式搭建的快中子多重性计数器,实现了对样品的快速测量、散射串扰的新模型验证以及核材料百克量级的准确测量[9-10]。中国原子能科学研究院搭建了一套基于BC-501A液闪探测器的快中子多重性测量装置并进行了实验测量,验证了装置的合理性[11]。中国工程物理研究院开展了关于铀钚测量方法的研究,设计搭建了测量装置NPL-NCS,对中子多重性的算法、参数选取和核材料实验进行了分析[12-13]。……
