辐射防护9综述
44页1、1 第四节 中子的外照射防护 一、中子辐射源 二、中子剂量计算 三、中子在屏蔽层的减弱规律 四、中子屏蔽计算 2 放射性核素中子源 加速器中子源 反应堆中子源 等离子体中子源 一、中子辐射源 中子源注意事项:往往伴有 辐射。 第四节 中子的外照射防护 单能,多能 3 放射性核素中子源 优点: 发出的中子基本各向同性; 源的尺寸小; 价格便宜。 缺点: 产额小,且随时间减弱; 易形成污染。 第四节 中子的外照射防护 4 放射性核素中子源的特性放射性核素中子源的特性 名称放射性 核素 反应应 类类型 半衰期T 1/2 中子最 大能量 ,MeV 中子平 均能量 ,MeV 中子产额产额y ,10-6 S-1Bq-1 中子源发发射率为为 106 s-1,距离1m 处处的照射量率, 10-7Ckg-1h-1 中子 能谱谱 伴随 辐辐射 钠钠鈹 锑锑鈹 釙鈹 镭镭鈹 钚钚鈹 钚钚鈹 鎇鎇鈹 24Na 124Sb 210Po 226Ra 238Pu 239Pu 241Am (,n) (,n) (,n) (,n) (,n) (,n) (,n) 15.0h 60.4d 138.4d 1620a 87.75
2、a 24390a 432a 10.87 13.08 11.3 10.74 11.5 0.83 0.029 4.2 4.0 4.5 4.1 4.5 3.51 5.14 67.6 405 54.1 43.2 54.1 3.76104 1.33104 0.103 155 1.29 4.39 2.58 单单能 单单能 连续连续 连续连续 连续连续 连续连续 连续连续 非常强 非常强 很低 很低 低 低 低 第四节 中子的外照射防护 5 加速器中子源 T(d,n)4He反应的优点是中 子能量高(1030MeV) ,即使氘核能量低到 0.1MeV,通过T(d,n)4He 反应也能获得接近14MeV 的单能中子。 第四节 中子的外照射防护 6 加速器(,n)中子源: 连续谱 第四节 中子的外照射防护 7 反应堆中子源: 中子数量大,能谱宽(0.07517MeV) 第四节 中子的外照射防护 8 二、中子剂量的计算二、中子剂量的计算 (一)中子与机体组织相互作用的特点(一)中子与机体组织相互作用的特点 中子在机体组织中发生的重要的相互作用(En100MeV) 第四节 中子的外照射防护 元素相 互 作 用
3、 氢 弹性散射 辐射俘获H(n,)D 碳 弹性散射 非弹性散射 C(n,n3)和C(n,n)Be反应 氮 弹性散射 非弹性散射 N(n,p)C,N(n,d)C,N(n,t)C,N(n,)B ,N(n,2)Li和N(n,2n)N反应 氧 弹性散射 非弹性散射 O(n,)C和O(n,p)N反应 9 (二)中子剂量的计算 1. 比释动能计算 式中为中子比释动能因子。 吸收剂量: 小块组织: 第四节 中子的外照射防护 平均比释动能因子 吸收剂量,将比释动能近似为 11 中子辐射权重因子中子辐射权重因子WW R R ,中子当量剂量换算因子,中子当量剂量换算因子 f f HiHi,n n和对应的中子注量率 和对应的中子注量率10Sv10Sv h h-1 -1 En,MeV辐辐射权权重因子 WR 当量剂剂量换换算因子f Hi,n 10-15 Svm2 中子注量率L Cm-2s-1 2.510-8 110-7 110-6 110-5 110-4 110-3 110-2 110-1 510-1 1 2 5 10 20 50 210Po-B En2.8 210Po-Be En4.2 226Ra-Be En
4、4.0 239Pu-Be En4.1 241Am-Be En4.5 252Cf源 En2.13 2 2 2 2 2 2 2 7.4 11 10.6 9.3 7.8 6.8 6.0 5.0 8.0 7.5 7.3 7.5 7.4 9.15 1.068 1.157 1.263 1.208 1.157 1.029 0.992 5.787 19.84 32.68 39.68 40.65 40.85 42.74 45.54 33.1 35.5 34.5 35.2 39.5 33.21 260.1 240.1 219.9 230.0 240.1 270.0 280.0 48.00 14.00 8.608 7.000 6.832 6.800 6.500 6.100 8.400 7.840 8.040 7.880 7.040 8.364 2. 当量剂量计算 单能: 连续谱: 第四节 中子的外照射防护 12 三、中子在屏蔽层中的减弱规律 (一)减弱原理 第一步:快中子通过与物质的非弹性散射 和弹性散射,慢化成热中子; 第二步:热中子被物质俘获吸收。 首先用重或较重的物质,通过非弹性散射使中子 能量很快降
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