厚靶T(d, n)4He反应加速器中子源的中子产额、能谱和角分布

辐射安全培训基础知识考题集一、单项选择题（35题）1．1896年，法国科学家（ B ）发现天然放射现象，成为人类第一次观察到核变化的情况，通常人们把这一重大发现看成是核物理的开端。

A ．卢瑟福B ．贝克勒尔C ．汤姆逊D ．居里夫人2．原子质量单位u 等于（ B ）A ．12C 的1/16B ．12C 的1/12 C ．16O 的1/12D ．16O 的1/163．下列哪一组核素是同位素：（ D ）A ．H 21和He 32B ．Ar 4018和K 4019C ．Co m 60和Co 60D ．U 23592和U 238924．半衰期T 1/2和衰变常数λ的关系是：（C ）A ．T 1/2＝ln3/λB ．T 1/2＝ln4/λC ．T 1/2＝ln2/λD ．T 1/2＝ln5/λ5．下面哪种粒子的穿透力最弱（C ）A ．γ光子B ．β粒子C ．α粒子D ．中子6．γ光子把全部能量转移给某个束缚电子，使之发射出去，而光子本身消失的过程叫做（C ）A ．电子对效应B ．康普顿效应C ．光电效应D ．穆斯堡尔效应7．下面哪一种不是β衰变的类型？（ B ）A ．β－衰变B ．韧致辐射C ．β＋衰变D ．轨道电子俘获8．下列探测器的工作介质中哪一项不是闪烁体：（ C ）A ．NaI(Tl)B ．CsI(Tl)C ．BGOD ．HPGe9．下列放射性核素，哪一种放射α粒子：（ D ）A ．60CoB ．137CsC ．14CD ．241Am10．下列元素中哪一种对快中子的慢化能力最强：（B ）A ．氧B ．氢C ．氮D ．碳11．高速电子轰击靶物质时，靶原子的内层电子被电离而离开原子，外层电子进入内层轨道填补空位，多余的能量以辐射的形式释放，这种辐射光具有特定的能量，叫做：（C ）A ．β射线B ．内转换电子C ．特征X 射线D ．韧致辐射12．可通过T(d,n)4He 反应来产生（ B ）中子，这一能量的中子应用很广。

一，选择题1.核分析方法的分类。

活化分析，离子束分析，核效应分析。

2.活化分析的定义。

一种由中子、带电粒子、γ射线等将样品活化,对其衰变特性进行测量的分析技术。

3.离子束分析技术包括哪些？瞬发核反应分析、背散射、沟道技术、质子激发X荧光分析4.中子活化分析中的相对测量方法。

是将待分析样品与已知浓度的标准样品作比较测量，从而求得元素浓度。

5.中子活化分析方法的分类。

慢中子活化分析和快中子活化分析。

6.中子活化分析中初级干扰反应。

不同元素通过不同中子反应道形成相同的放射性核素7.测量中子活化分析中辐照生成，放射性核素活度，γ射线强度有哪些方法。

1）衰变曲线法，2）能谱法，3）能谱和衰变曲线法的结合。

8.仪器中子活化分析，放射化学中子分析，带电子粒子活化分析，重粒子活化分析，γ光子活化分析的英文缩写。

9.带电粒子活化分析设备包括哪些。

辐照设备、样品表面处理设备、放射性测量设备。

10.中子活化分析的辐照源有哪些。

1）反应堆中子源，2）加速器中子源，3）同位素中子源。

11.带电粒子组织本领。

带电粒子进入靶物质后，与靶原子的电子和靶原子核碰撞而损失能量。

12.反应道。

能发生核反应的过程不止一种，每一种核反应过程13.带电粒子辐照放射性活度的增长与什么有关。

14.带电子粒子核反应的瞬发。

直接测量核反应过程中伴随发射的辐射确定反应原子核的种类和元素浓度的方法。

15.带电子粒子核反应瞬发探测记录到的样品同一深度处能量有什么分布，造成什么的不确定性。

16.带电子粒子核反应瞬发能谱分析法，共振核反应分析法测量深度分布时深度分辨率。

17.带电粒子核反应分析包括哪些。

带电粒子缓发分析（带电粒子活化分析）、带电粒子瞬发分析。

18.带电粒子弹性散射分析包括哪些。

19.卢瑟福背散射中三个主要参量。

1)运动学因子,2)散射截面,3)能量损失因子。

s20.背散射分析的灵敏度由什么决定。

21.沟道技术。

利用带电粒子与单晶体的相互作用研究物质微观结构的一种分析技术。

036003-1第30卷第3期强激光与粒子束V o l .30,N o .32018年3月H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L E B E AM SM a r .,2018氘核与聚变中子耦合输运方法及应用*邱有恒, 李百文(北京应用物理与计算数学研究所,北京100094) 摘 要: 对加速器驱动中子发生器的数值模拟包括离子输运㊁聚变反应㊁中子输运等㊂由于核反应截面远低于带电粒子输运的库仑截面,且核反应平均自由程远大于靶厚度,直接蒙卡抽样难以抽到聚变反应㊂在M C N P X 程序基础上,采用 强迫 聚变方法,即每个入射氘核必发生一次聚变反应,聚变反应处氘核的真实状态(位置㊁能量和方向)以抽样产生,并以此状态来确定聚变中子的出射状态,实现了氘核与聚变中子的耦合输运模拟计算㊂研究结果表明,该方法能够给出氘核输运对聚变中子能谱和角分布的影响,中子产额计算结果符合预期㊂关键词: 中子发生器; 产额; 能谱; 角分布; 随机模拟中图分类号: O 571.53 文献标志码: A d o i :10.11884/H P L P B 201830.170249T (d ,n )4H e 反应加速器中子源可广泛应用于核数据测量㊁聚变堆材料辐照损伤㊁半导体抗辐射加固㊁辐照育种㊁活化分析㊁癌症治疗等方面[1]㊂氘离子打靶聚变出中子可分解为氘离子输运㊁聚变反应㊁中子输运三个物理过程,其中,离子输运㊁中子输运都是三维问题,出射中子能谱㊁角分布等与发生聚变反应时的离子能量㊁飞行方向直接相关㊂过去由于计算机条件以及相应软件的不足,研究者通常将入射离子输运当做一维问题考虑,将氘氚聚变中子源近似看成为14M e V 单能各向同性中子源[2]㊂比如,J .M.V e r b e k e 等给出了中子产额计算公式[3];石磊等利用此公式开发了可视化计算软件模块[4];兰州大学姚泽恩等采用 分割法 ,将厚靶分割成无数薄层,使氘离子束在每个薄层中的衰减足够小,利用阻止本领参数一维计算每个薄层中氘核强度与能量,利用D T 聚变反应微分截面计算出射中子产额㊁能谱与角分布等,理论计算结果与实验结果符合较好[5-6]㊂ S R I M 是由J .F .z i e gl e 开发的一套模拟带电离子输运的计算机程序[7],该程序能够模拟带电离子在所有元素组成的单质靶和复合靶(固体靶或气体靶)中的输运过程,可得到带电离子强度分布㊁阻止本领参数等,模拟结果可靠性较高,但该程序没有考虑核反应过程㊂M C N P X [8]是一款以蒙特卡罗方法来模拟粒子输运的软件,可以追踪较大能量范围内多种类型的粒子㊂但是该程序主要考虑中高能段的核反应,不能直接用于低能段氘氚聚变反应㊂由于氘离子输运截面(库仑相互作用截面)远大于核反应截面(约10个量级[9]),且核反应平均自由程远大于靶厚度,如果采用传统蒙卡抽样方法,核反应的抽样概率极低㊂本文在M C N P X 的基础上,采用 强迫 聚变方法,增加了低能段氘氚聚变反应功能模块,实现了氘离子输运㊁聚变反应㊁聚变中子输运全过程一体化的模拟㊂与早先的研究[6]相比,本方法能够考虑氘核输运对中子产额㊁能谱㊁角分布的影响,能够直接模拟复杂三维几何结构中氘核输运及中子输运过程㊂1 计算方法1.1 聚变中子源抽样本文采用强迫 聚变方法计算聚变反应,即每个入射氘核均以一定概率发生聚变反应,只是发生聚变反应F i g .1 S k e t c hm a p of d e u t e r o n s r a n d o m w a l k s 图1 氘核随机游动示意图的氘核状态(位置㊁能量㊁方向)由随机抽样产生,采用聚变产额期望值作为聚变中子的权重㊂简述如下: (1)完整跟踪一个源氘核,记录所有能量子步状态信息S (r ,Ω,E ,w g t ,d ,i c l ),其中w g t 为粒子权重,Ω为飞行方向,d 为输运距离,i c l 为栅元号,如图1所示㊂ (2)计算每个输运步的聚变反应概率P i ,并对氘核*收稿日期:2017-06-21; 修订日期:2017-10-21基金项目:中国工程物理研究院中子物理学重点实验室基金项目(2015B A 05)作者简介:邱有恒(1978 ),男,副研究员,粒子物理与原子核物理专业;q i u _y o u h e n g @i a pc m.a c .c n ㊂权重进行修正得到wᶄg t(扣除在此之前累积发生聚变反应的概率)㊁计算中子产额期望值S i分别为P i=ΣF,E i-1+E i2d i(1)wᶄg t=w g tⅡi-1j=1(1-P j)(2)S i=P i wᶄg t(3)式中:Σ为宏观截面,下标F表示聚变反应;d i表示输运距离;P i是第i步发生聚变反应的概率;S i是第i步发生聚变的中子产额期望值㊂(3)对S i进行归一化,利用随机抽样确定 碰撞点 ,则聚变中子权重为w g t n,下一步根据聚变点氘核状态确定中子能量和角分布㊂w g t n=ði S i(4) 1.2飞行方向和能量根据两体核反应Q方程[9],氘氚聚变出射中子能量E n与散射角关系为E n(θ,E d)=2E d5c o sθ+[(25+225c o s2θ)E d+45Q]1/{}22(5)式中:Q为氘氚聚变的放能17.59M e V;E d为氘核能量;θ为出射中子飞行方向与入射氘核飞行方向之间的夹角㊂中子出射方向由聚变反应微分截面确定㊂文献[10]给出了微分截面表达式,在质心系下,其微分截面可表示为dσdω(θ)=dσdω(0)ði A i P i(θ)(6)式中:σ是微分截面;ω角度;P i(θ)为勒让德多项式;系数A i满足归一化条件,文献[10]中给出了不同入射能量对应的一系列参数值㊂由质心系截面到实验室系转换公式为[9]σL(θL)=(1+γ2+2γc o sθc)3/21+γc o sθcσc(θc)(7)式中:θ是散射角,下标L表示实验室坐标系,下标c表示质心系;γ是与粒子质量㊁入射能量㊁核反应Q值相关的参数㊂通过微分截面抽样获得出射中子与氘核飞行方向夹角θ,方位角φ为均匀抽样,假定聚变点处氘核飞行方向为(U0V0W0),则出射中子的真实飞行方向(U V W)由下列方程计算U=(W0U0s i nθc o sφ-V0s i nθL s i nφ)/1-W20+U0c o sθV=(W0V0s i nθc o sφ+U0s i nθs i nφ)/1-W20+V0c o sθ(8)W=W0c o sθ-s i nθc o sφ1-W202初步应用采用文献[6]中的模型进行测试,氚钛厚靶密度取3.79g/c m3,氚钛比1.5ʒ1㊂模拟计算不同能量氘束流的中子产额㊂文献[6]中氘氚聚变截面采用的是拟合公式σ(E d)=A5+A2/[(A4-A3E d)2+1]E d(e A1E d-1)(9)其中A1=45.95,A2=50200,A3=1.368ˑ10-2,A4=1.076,A5=409㊂本文主要使用E N D F-B/V I I库给出的截面,为了与文献[6]比较,本文也采用拟合公式进行计算,在氘离子能量0~1M e V范围内,拟合公式与E N D F-B V I I库截面相对偏差在10%以内㊂图2给出了本文计算的中子产额㊁文献[6]结果以及相对偏差,从中可见,入射氘离子能量小于0.2M e V 时,中子产额随氘离子能量增加而快速增加,当入射氘离子大于0.3M e V后中子产额趋于稳定㊂本文结果与文献结果符合较好,入射氘离子能量大于0.1M e V后相对偏差小于5%,低于0.1M e V段相对偏差小于10%㊂产生差异的原因主要来自两方面,一是氘离子阻止本领参数不一致,文献采用的是S R I M程序,本文采用的M C N P X;另一方面是本文考虑了氘核的输运过程(包括能量岐离,角度偏转等),而文献[6]没有㊂图3为不同氘核能量下的中子角分布,从中可见,随着入射氘离子能量增大,出射中子各向异性越明显(图中曲线波动是由于统计涨落引起)㊂强激光与粒子束036003-2036003-3F i g .2 C o m pa r i s o no f n e u t r o n y i e l d c u r v e s a n d r e l a t i v e d i f f e r e n c e v a l u e c u r v e s 图2 中子产额以及与文献[6]的相对偏差F i g .3 C o m p a r i s o no f n e u t r o no u t g o i n g a n gl e d i s t r i b u t i o n 图3不同入射氘核能量下的出射中子角分布F i g .4 O u t g o i n g n e u t r o ne n e r g y s pe c t r a 图4 中子能谱对式(5)简单分析即知:出射中子最高能量为0ʎ方向,而最低能量为180ʎ方向㊂显然,氘核能量E d 越高,0ʎ方向出射中子的能量也越高㊂对式(5)求导可知,在0<E d <5.8638M e V 的范围内,在180ʎ方向,出射中子能量随E d 升高而单调下降㊂综上所述,在0<E d <5.8638M e V 的范围内,随着E d 的增大,出射中子能谱展宽越明显㊂这与图4中的曲线相印证,图中E d 0是源氘离子入射能量㊂E d 接近0的情况下,出射中子能量平均能量发生在90ʎ处;而随着E d 的增大,出射中子平均能量会朝0ʎ方向发展,即平均能量会升高㊂由于氘氚聚变反应主要发生在氘氚相对能量几十k e V 至400k e V ,不论入射氘核能量E d 0多高(不含中高能核反应),最终参与聚变反应的都是慢化到几十k e V 至400k e V 左右的氘核,出射中子平均能量췍E n 随入射氘核能量E d 0的变化不敏感,随E d 0增大,略微增大,见表1㊂表1 聚变中子平均能量T a b l e 1 A v e r a g e e n e r g y of f u s i o nn e u t r o n s E d 0/M e V 0.10.20.300.40.50.60.99췍E n/M e V 14.11314.13914.15814.17114.18314.19714.253 结 论本文在M C N P X 程序基础上,采用 强迫 聚变方法,实现了氘核输运㊁聚变反应㊁中子输运全过程的数值邱有恒等:氘核与聚变中子耦合输运方法及应用强激光与粒子束模拟㊂与以前的研究方法相比,本方法能够模拟由于氘核输运对聚变中子能谱和角分布的影响,更接近真实物理过程㊂本文的方法是基于M C N P X程序的二次开发,升级以后的程序模块对于开展复杂结构中子发生器的优化设计以及辐射防护具有较好的应用价值㊂参考文献:[1]苏桐龄.强流中子发生器及其应用[J].核技术,1989,12(8/9):553-556.(S uT o n g l i n g.I n t e n s e n e u t r o n g e n e r a t o r a n d i t s a p p l i c a t i o n s.N u-c l e a rT e c h n i q u e s,1989,12(8/9):553-556)[2] K o i v u n o r oH,B l e u e lDL,N a s t a s iU,e t a l.B N C Td o s e d i s t r i b u t i o n i n l i v e rw i t h e p i t h e r m a l D-Da n dD-Tf u s i o n-b a s e dn e u t r o nb e a m s[J].A p p l i e dR a d i a t i o na n dI s o t o p e s,2004,61:853-859.[3] V e r b e k e JM,L e u n g K N,V u j i c J.D e v e l o p m e n t o f a s e a l e d a c c e l e r a t o r t u b e n e u t r o n g e n e r a t o r[J].A p p l i e dR a d i a t i o n a n dI s o t o p e s,2000,53:801-809.[4]石磊,唐平瀛,谈效华.d-T和d-D中子产额的可视化计算[J].原子能科学技术,2004,38(s):83-88.(S h i L e i,T a n g P i n g y i n g,T a nX i a o h u a.V i s u a l c o m p u t a t i o n f o r d-Ta n dd-Dn e u t r o n y i e l d.A t o m i c E n e r g y S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2004,38(s):83-88)[5]姚泽恩,岳伟明,罗鹏,等.厚靶T(d,n)4H e反应加速器中子源的中子产额㊁能谱和角分布[J].原子能科学技术,2008,42(5):400-403.(Y a oZ e e n,Y u eW e i m i n g,L u oP e n g,e t a l.N e u t r o n y i e l d,e n e r g y s p e c t r u ma n da n g u l a r d i s t r i b u t i o no f a c c e l e r a t o rb a s e dT(d,n)4H e r e a c t i o n n e u t r o n s o u r c e f o r t h i c k t a r g e t.A t o m i c E n e r g y S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2008,42(5):400-403)[6]岳伟明,姚泽恩.D-T中子发生器中子产额㊁能谱㊁角分布及中子伽玛混合场的模拟研究[D].兰州:兰州大学,2008.(Y u eW e i m i n g,Y a o Z ee n.S t u d y o nt h eN e u t r o n y i e l d,e n e r g y s p e c t r u m,a n g u l a rd i s t r i b u t i o na n dn e u t r o n/g a mm a m i x e df i e l do fD-T n e u t r o ng e n e r a t o ru s i n gM o n t eC a r l om e t h o d.L a n z h o u:L a n z h o uU n i v e r s i t y,2008)[7]J a m s eFZ.S R I M-2003[J].N u c l e a r I n s t r u m e n t s a n d M e t h o d s i nP h y s i c sR e s e a r c h,2004,B219/220:1027-1036.[8] P e l o w i t zDB.M C N P X U s e r sM a n u a l,V e r s i o n2.6.0[R].L A-C P-07-1473,2008.[9]卢希庭.原子核物理[M].北京:原子能出版,2000.(L uX i t i n g.N u c l e a r p h y s i c s.B e i j i n g:A t o m i cE n e r g y P r e s s,2000)[10] H o r s tL,A r n oP.N e u t r o n p r o d u c t i o n c r o s s s e c t i o n a n d e n e r g i e s f o r t h e r e a c t i o n sT(p,n)3H e,D(d.n)3H e a n dT(d,n)4H e[J].N u c l e a rD a t aT a b l e s,1973,11:569-619.N u m e r i c a l s i m u l a t i o nm e t h o da n da p p l i c a t i o n s t u d y o nd e u t e r o n i o na n d f u s i o nn e u t r o n c o u p l i n g t r a n s p o r t a t i o nQ i uY o u h e n g, L i B a i w e n(I n s t i t u t e o f A p p l i e dP h y s i c s a n dC o m p u t a t i o n a lM a t h e m a t i c s,B e i j i n g10094,C h i n a)A b s t r a c t: D e u t e r o n i o nt r a n s p o r t a t i o n,f u s i o nr e a c t i o ns a m p l i n g a n dn e u t r o nt r a n s p o r t a t i o ns i m u l a t i o na r e i n c l u d e d i nt h e n u m e r i c a l c a l c u l a t i o no f a c c e l e r a t o r d r i v e nn e u t r o n g e n e r a t o r.A sw e l l k n o w n,t h en u c l e a r r e a c t i o nc r o s s s e c t i o n i sm u c hs m a l l e r t h a nC o u l o m b c r o s s s e c t i o no f c h a r g e d p a r t i c l e t r a n s p o r t a t i o n,a n dt h em e a nf r e e p a t ho fn u c l e a r r e a c t i o n i s f a r l o n g e r t h a nt h e d e p t ho f t a r g e t,c o m p a r e d t od e u t e r o n i o n t r a n s p o r t a t i o n,t h e d i r e c t s a m p l i n g e f f i c i e n c y o f f u s i o n r e a c t i o n i s a l m o s t z e r o.I n t h i s p a p e r,a f o r c e d f u s i o na r i t h m e t i c i s i n t r o d u c e da n de m b e d d e d i n t oM C N P X p r o g r a m.B y t h e f o r c e d f u s i o n a r i t h m e t i c,f u s i o n r e a c t i o nm u s t h a p p e n f o r e v e r y s o u r c ed e u t e r o n i o n.T h e p o s i t i o n,e n e r g y a n d f l i g h t d i r e c t i o no f d e u t e r o n i o nt h a t i n t e r a c tw i t h t r i t i u ma r e s a m p l e d f r o ma l l e n e r g y s t e p s.T h e p o s i t i o n,e n e r g y a n d f l i g h t d i r e c t i o no f f u s i o n s o u r c e n e u t r o n a r e s a m p l e d a c c o r d-i n g t o t h a t o f d e u t e r o n i o n.T h e d e u t e r o n i o na n dn e u t r o n c o u p l i n g t r a n s p o r t a t i o n c a nb e c a l c u l a t e dw i t h t h e r e v i s e d MC N P X.K e y w o r d s:n e u t r o n g e n e r a t o r;y i e l d;e n e r g y s p e c t r u m;a n g u l a r d i s t r i b u t i o n;s t o c h a s t i c s i m u l a t i o nP A C S:61.80.H g;28.20.P r036003-4。

第38卷第2期原子能科学技术Vol.38,No.2　2004年3月Atomic Energy Science and TechnologyMar.2004利用蒙特卡罗方法计算6LiD 中子源的产额与能谱分布胡春明1,代君龙1,冯晰宇1,许淑艳2(1.中国工程物理研究院,四川绵阳　621900;2.中国原子能科学研究院,北京　102413)摘要:利用6LiD 中子源转换靶室将反应堆热中子转换成聚变谱中子,可用来进行聚变中子辐照环境下的材料性能研究。

应用蒙特卡罗方法模拟聚变谱中子的产生过程,从理论上验证了这种中子源的可行性。

初步计算表明:1个热中子作用在6LiD 源室外表面将在源室内腔中产生0.1314个快中子;所产生的快中子具有很好的聚变谱特点,能量集中在13.5～15.5MeV 之间。

关键词:6LiD 中子源转换靶室;蒙特卡罗方法;中子产额;能谱中图分类号:TL99 文献标识码:A 文章编号:100026931(2004)022*******C alculation of N eutron Yield and Spectrum of 6LiD N eutron Source From Monte 2C arlo SimulationHU Chun 2ming 1,DA I J un 2long 1,FEN G Xi 2yu 1,XU Shu 2yan 2(1.China Academy of Engineering Physics ,Mianyang 621900,China ;2.China Institute of A tomic Energy ,Beijing 102413,China )Abstract :6LiD neutron source ,which converts thermal neutrons from the reactor into fusion neutrons ,is useful in the field of the material research in fusion neutron irradiation environ 2ments.The process of fusion neutron production in 6LiD is simulated from Monte 2Carlo methods ,which indicates the feasibility of the type of neutron source in theory.In the pa 2per ,the calculation result shows that every one thermal neutron acts on the outside surface of the converter ,0.1314fusion neutrons with a spectrum ranging from 13.5to 15.5MeV are produced inside the converter.K ey w ords :6LiD converter ;Monte 2Carlo method ;neutron yield ;energy spectrum收稿日期:2003202217;修回日期:2003207201作者简介:胡春明(1970—),男,安徽桐城人,博士研究生,核物理专业 利用6LiD 在热中子反应堆上实现的聚变谱中子源可用于一些中子学的基础性研究及在聚变环境中子辐照下的材料变化行为的研究[1]。

核安全工程师-核安全专业实务-放射性同位素和射线装置的核安全监督-射线装置应用中的辐射防护[单选题]1.在加速器里，中子是由多种核反应产生的，中子的发射率、能量和角分布与（）有关。

A.入（江南博哥）射粒子种类B.入射粒子能量C.入射粒子种类和能量D.加速器类型正确答案：C[单选题]2.在加速器里由多种核反应产生的中子辐射总是伴随着发射（）射线。

A.αB.βC.xD.γ正确答案：D[单选题]3.产生中子的核反应一般要放出γ射线，而快中子和慢中子在各种材料上辐射（）反应也放出γ射线。

A.慢化B.散射C.俘获D.裂变正确答案：C[单选题]4.加速器的感生放射性是由（）引起的。

A.γ射线B.中子C.带电粒子D.以上三者均包含正确答案：B[单选题]5.中子引起加速器冷却水活化，如果循环水是去离子，就要关注去离子树脂中长寿命放射性核素的积累。

一般每产生3.7×1010Bq的放射性，在树脂中就约有（）Bq的放射性积累。

A.88B.97C.185D.324正确答案：C[单选题]6.使用（）的加速器时应注意土壤活化问题。

A.低能量B.中能量C.高能量D.B和C正确答案：C[单选题]7.放射诊断X射线机应尽量采用（）检查，以减少受检者和工作人员的受照剂量。

A.透视B.摄影C.扫描D.造影正确答案：B[单选题]8.放射诊断X射线机一次胸透的平均皮肤剂量为（）mGy。

A.10B.11C.12D.13正确答案：D[单选题]9.放射诊断X射线机一次胸部摄影的平均皮肤剂量只有透视时的（）。

A.1/6B.1/12C.1/18D.1/24正确答案：D[单选题]10.进行X射线检查时，除受检部位外，应使受检者的其他部位远离有用线束。

例如进行手部X线摄影时，改变受检者的体位，可使其性腺所受剂量减小到（）。

A.1/30B.1/300C.1/3000D.1/30000正确答案：C[单选题]11.进行胃肠检查及心导管、脑血管等特殊造影时，站在受检者身旁注射造影剂的工作人员，从距离照射野10cm处移至30cm处可使其所受照射量减少近（）倍。

20MeV氘束能量下9Be(d, n)反应加速器中子源的中子产额、能谱和角分布研究本文给出了一种厚Be靶D-Be反应加速器中子源的中子产额、角分布和能谱的计算方法。

并利用TALYS程序计算了能量为13.5MeV入射氘束流在理想条件下D-Be中子源在不同能量和不同角度的双微分截面，然后利用给出的计算方法算出厚Be靶在入射氘束能量为13.5MeV时各角度的中子能谱，接着将计算得到的厚Be靶D-Be中子源的各角度中子能谱与实验得到的数据作对比。

由计算得到的能谱积分计算出在13.5MeV条件下各角度的微分中子产额数据，并将计算得到的厚Be靶D-Be中子源的微分中子产额数据与实验得到微分中子产额数据的数据作对比。

数据吻合后，将此组一系列TALYS参数运用到20MeV的氘束，重新计算双微分截面，并用上述计算方法计算出中子能谱与产额，最后根据中子能谱和角分布数据，建立厚Be靶D-Be中子源中子发射模型。

关键词：D-Be，加速器中子源，中子产额，能谱，角分布，TALYS第一章引言1.1 中子源的类型及特性综述中子物理是核物理的一个重要分支，它的主要研究范畴为中子源及其特性、中子与物质相互作用、中子应用技术等。

自James Chadwick发现中子(1932年)以来，中子物理、中子源物理、中子应用技术得到了快速发展。

首先，中子的发现，为原子核的机构及其理论奠定了基础；中子与原子核的相互为核反应研究开辟了道路；原子能的开发运用，愈加促进了中子物理的发展。

自从1938年发现中子能引起重核裂变并释放出核能以来，人们就投入相当的精力到中子及它和物质相互作用的性质的研究中，为反应堆的建立和原子弹的制造提供了许多有用的数据；另外，在中子发现以后，中子应用技术就孕育而生。

例如，中子测量水质、中子探测井深、中子辐照育种和中子成像等技术已得到了非常广泛的应用；中子技术同其他多种学科的交叉，为生物、化学、材料等学科的样品测试提供了新的手段，如：利用热中子的散射和衍射，可以精确分析大分子结构和材料结构。

厚靶氘核反应出射中子产额、能谱的数值计算随着能源需求量不断增加，传统化石能源储量不断减少，新能源的开发是解决这些问题的唯一途径。

可控核聚变是理想的清洁能源，因没有核废料的优点，被称为清洁核能。

可控核聚变中的一个关键问题就是材料的抗辐照能力，其中包含抗中子辐照的能力。

但是，氘核的核数据比较少，尤其是氘核与中重核数据尤为缺乏。

氘核厚靶中子产额数据对于设计中子源、聚变堆内壁材料中子防护有重要意义。

本论文主要研究内容是进行能量为100MeV以下的氘核与Al（铝）、Fe（铁）、钽（Ta）等厚靶相互作用时的中子产额、能谱、角分布的数值计算。

通过学习氘核反应理论，运用薄靶叠加的方法，对氘核与 Al（铝）、Fe（铁）、钽（Ta）等厚靶相互作用时的中子产额、能谱、角分布的数值进行精确的计算，为相关实验提供模拟数据和设计依据。

第一章关键词：氘核；厚靶；出射中子；MCNP第二章引言核数据是核工程、核能、核技术应用和核科学研究的基础数据，它在核物理研究、核能利用和核工程建设等技术领域发挥着重要的作用，能够解决许多其他方法不能解决的问题，同时也在核天体物理学、加速器物理学、放射性核素物理学、活化法化学分析、生物和医学等学科领域有着广泛的应用。

核数据和核技术在基础研究领域中发挥了巨大作用,解决了许多其它手段不能解决的问题。

核数据和核技术几乎己渗透到国民经济的每个方面,在农业、医学、航天、能源、地矿、化工和电子等领域都发挥着作用。

它们己对人类社会产生了很高的经济效益和社会效益,它的产值每年超过几百亿美元。

同时在国防建设中,比如核装置的研1制、改进和测试以及核动力的研制都离不开准确的核数据。

发展中的核数据需求主要包括以下三个方面:(l)现代核装置和应用中复杂技术的有效设计、安全和经济性都要求有详细和可靠的设计计算。

随着计算机技术的迅速发展,模拟计算正在成为越来越经济、安全的手段,而这些模拟计算的精度在很大程度上依赖于所输入核数据的精度。

;第一部分：单项选择，请选出正确答案，并填写在括号内。

1.一个人受到的总的辐照是（C）A：内照射的量减去外照射的量 B：外照射的量减去内照射的量C：外照射的量加上内照射的量2.放射工作单位应当安排本单位的放射工作人员接受个人剂量监测，外照射个人剂量的监测周期一般为（）天，最长不应超过（）天。

（ A ）A：30，90 B：60，90 C：90，90 D：60，1203.放射工作单位应当组织上岗后的放射工作人员定期进行职业健康检查，两次检查的时间间隔不应超过（ A ）年。

A：2 B：3 C：4 D：1；4.吸收剂量的SI单位是（ B ）A. 伦琴(R)B. 戈瑞(Gy)C. 拉得(rad)D. 希沃特(Sv)5.在相同吸收剂量的情况下，对人体伤害最大的射线种类是（ C ）A. X射线B. γ射线C. 中子射线D. β射线标准规定：公众中有关关键人群组的成员所受到的平均年有效剂量不应超过（D ）A. 5remB. 15mSvC. 50mSvD. 1mSv7.辐射防护应遵循的三个基本原则是（ D ）A. 辐射实践的正当化B. 辐射防护的最优化~C. 个人剂量限制D. 以上都应予以同时考虑射线通过水泥墙后，照射率衰减到200mR/h，为使照射率衰减到10mR/h以下，至少还应覆盖多厚的铅板（半价层厚度为）（ D ）A. B. C. D.9.离源200mm处的照射率为100mR/h，照射率为2mR/h辐射区边界标记离源的距离约为（）A. B. C. D. 1m10.射线的生物效应，与下列什么因素有关（ D ）A. 射线的性质和能量B. 射线的照射量C. 肌体的吸收剂量D. 以上都是—11.热释光剂量计用于（B ）A. 工作场所辐射监测B. 个人剂量监测C. 内照射监测D. A和B12.下列有关照射量的叙述，正确的是（ C ）A. 辐射防护常用辐射量的物理量B. 当量计量的剂量单位C. 只适用于X射线和γ射线D. 以上都是13.辐射损伤随机效应的特点是（ A ）A. 效应的发生率与剂量无关B. 剂量越大效应越严重(C. 只要限制剂量便可以限制效应发生D. B和C14.辐射损伤确定性效应的特点是（D ）A. 效应的发生率与剂量无关B. 剂量越大效应越严重C. 只要限制剂量便可以限制效应发生D. B和C关于应急照射的叙述，哪一条是错误的（ D ）A. 应急照射事先必须周密计划；B. 计划执行前必须履行相应的批准程序；C. 应急照射的剂量水平应在标准范围内；D. 经受应急照射后的人员不应再从事放射工作。

中国石油大学测井考试资料--填空题中国石油大学测井考试资料--填空题1.地层中天然气的存在使声波孔隙度偏大，中子孔隙度偏小。

2.测井中常用的中子源：同位素中子源，加速器中子源。

3.中子与物质的原子核发生一系列的核反应：快中子的非弹性散射，快中子对原子核的活化，快中子的弹性散射，热中子的俘获。

4.脉冲中子测井包括：中子寿命测井，非弹性散射伽马能谱测井，中子活化测井。

5.从散射截面和能量损失可以看出，氢是对中子最好的减速元素，而氯核素对热中子的俘获截面是最大的。

6.补偿声波测井是对井眼不规则和仪器倾斜的补偿。

补偿密度测井是对泥饼影响的补偿。

补偿中子测井是对氯影响的补偿7.中子伽马测井的计数率大，说明地层的含氢量小，孔隙度小。

8.原子序数相同但是原子质量不同的元素，化学性质相同的，但是核性质不同的，它们分为稳定同位素和放射性同位素。

9.骨架含氢时，中子测井的孔隙度就会偏高。

10.测井的基本任务是研究地层的岩性，物性，含油性和电性的关系。

11.孔隙中只有一种流体的渗透率叫做绝对渗透率。

有效渗透率是几种流体同时存在时其中一种流体的渗透率。

相对渗透率是某一给定流体的有效渗透率和绝对渗透率的比值。

12.对于渗透层，深浅侧向测井曲线重叠时，一般出现幅度差，当高侵时为水层，低侵时为油气层。

13.在砂泥质剖面中，SP异常大，Ra高，井径缩小是含油气地层；SP异常很大，Ra低，井径缩小时含水地层；SP幅度小，ra高，井径平直是致密层；SP无异常，Ra低，井径扩大是泥岩地层。

14.油气中SP主要由扩散电动势和扩散吸附电动势产生。

地层水的矿化度大于泥浆滤液的矿化度时，夹于泥岩层中的砂岩层的SP幅度为负异常。

反之为正异常。

电位电极系的探测半径为2个电极距，而梯度电极系的探测半径为1.4个电极距。

15.当同时采用顶部和底部电极系进行测井时，可用底部梯度电极系的视电阻率曲线的最大值来确定高阻层的底界面，而用顶部梯度电极系的视电阻曲线的最大值来确定高阻层的顶界面。

中子试题参考答案（编写人员：容超凡王志强）一．填空题（每题2分）1. 吸收剂量的法定计量单位的名称是戈瑞，符号是 Gy ，它等于1 J/kg。

2. 剂量当量是在要研究的组织中某点处的吸收剂量 D 和品质因素Q 的乘积。

3. 探测中子最常用的核反应有 T(p,n)3He ， D(d,n)3He 和 T(d,n)4He 。

4. 常用的中子源按其产生中子的方式可分为放射性同位素中子源，加速器中子源和反应堆中子源。

5. 加速器中子源最常用的核反应是 T(p,n)3He ， D(d,n)3He ， T(d,n)4He 和7Li(p,n)7Be 。

6. （α，n）类中子源最常用的靶物质是 Be ， B 等。

7. Am-Be中子源按剂量当量平均，其中子的平均能量是 4.4MeV ，半衰期432a 。

8. 中子剂量仪表的常规检定中主要检定仪表的线性和校准因子。

9. 中子剂量仪表校准推荐使用的中子源有 Am-Be中子源， Cf-252中子源，重水慢化的Cf-252源以及Am-B中子源。

10.在辐射防护工作中,对强贯穿辐射的剂量当量测量,根据监测对象,目前使用两个实用量,分别为H*(10)和H p(10)。

11.中子按照能量区分可大致分为：热中子、慢中子、中能中子、快中子。

12.加速器中子源主要的产生方式有高压倍加、静电加速、回旋加速、直线加速。

13. 在反应堆水平孔道通过 Fe-Al 过滤可以获得24 keV的中子，而 Si 可以得到144keV中子。

14.活化片法是测量中子注量的方法之一，最常用的活化片是金。

15．55Mn俘获中子后生成56Mn，56Mn经β衰变，同时放出γ射线，其半衰期T为 2.5785小时。

1/216．采用锰浴法测量中子源强度，按照测量方法分可分为绝对测量法和相对测量法。

17．测量中子源强度的方法主要有锰浴法和金箔活化法（或者伴随粒子法）。

解答：；18．中子注量率的测量分为绝对测量法和相对测量法。

14 MeV中子能区Th232反应截面测量实验Th(n,2n)231本文主要是研究以2724Al(n,α)Na反应截面为标准截面利用中子活化法对14 232反应截面进行测量。

MeV中子能区ThTh(n,2n)231由T（ d ，n）4He反应得到14MeV,中子能量通过93Nb(n，2n)92m Nb和90Zr(n，2n 89m+gZr截面比法测定。

由国产的高纯锗探测器进行测量产物核的γ放射性。

232反应截面值为mb。

对与他人的结试验中测得的14 MeV中子能区ThTh(n,2n)231果以及收集到的数据作比较与分析。

2.实验装置2.1.中子源T(d，n）4He反应一般被采用作为14MeV中子源的中子源，靶核与入射的氘核有反应得出：En为入射氘核中子的能量。

它是由氘核的能量Ed和相对氘核入射方向的出射角θn所决定的，可得出：(2-1)这Q=17.6MeV是反应能。

T（d，n）4He，在110keV处反应在110keV处出现共振，截面最大值5b，所以利用此反应低能加速器可以获得较大的中子产额，可以从T （d，n）4He反应能中获得接近14MeV中子当轰击氘核能量较低时。

在0度方向，中子能量随Ed增大而增大。

当Ed=3.71MeV时0度方向上当Ed=3.71MeV时，竞争反应T（n，np）D在En=20.5MeV开始出现，Ed增大低能中子干扰严重。

所以若果利用该反应来获得单色中子，Ed的能量必须约束在0.1-0.71MeV内，可得得到单色中子能量为11.8-20.5MeV。

图2.1氘核能量，T（d，n）4He反应中子能量中子发射角之间关系2.1.1 强流中子发生器的介绍强流中子发生器是以T（d，n）4He反应作为中予源的，在先后研制的两台中子发生器的中子产额为1010n/s量级的的基础上发展起来的，采用双10n/s以及11问隙高梯度加速管、2.5kHz中频供电的对称性倍压高压稳压电源，双等离子体离子源和磁三单元四极透镜等，中子的产生用高速旋转氚钛靶，靶的转速110转/分，直径为200mm，靶室的结构材料还有Φ220×1.5的锆铜靶衬，它是由220×1.5的不锈钢水盖，却水，18mm壁厚的大有机玻璃水箱以及1.5mm厚的高压冷，中10n/s，束流强度id=20mA，氘钛靶厚子发生器各项技术参数：中子产额为3×12度约为0.9mg/cm2，平均氘束流量250keV，靶上斑束约为1.6cm×1.8cm的椭圆。