Bonner球谱仪对Pu-Be源中子能谱的测量

14MeV能区中子诱发232Th裂变碎片截面测量

14MeV能区中子诱发232Th裂变碎片截面测量 研究靶核232Th在14MeV中子辐射场下的裂变反应截面，使用中子活化靶核诱发裂变，用14.1MeV，14.5MeV和14.7MeV三种能量的中子分别对232Th 进行辐照活化，中子是在中国工程物理研究院二所的K-400型强流中子发生器上由3H(d,n)4He反应产生。实验用ThO2粉末作为样品，其纯度为99.5%；监督片是Al，其纯度为99.99%。在测量中使用低本底的高纯锗探测器记录γ谱，使用监督片发生27Al(n,α) 24Na反应出射的α射线检测中子通量，利用90Zr(n,2n)89m+g Zr 与93Nb(n,2n)92m Nb的反应截面比测定中子平均能量。 本实验甄别出确定存在的核素有130Sb，138Xe，141Ba，134Te，138Cs，134I，89Rb 七个核素。使用已有的，较为成熟的截面计算公式进行了数据的处理，得到了232Th(n, f)138Xe，232Th(n, f)130Sb，232Th(n, f)141Ba和232Th(n, f)134Te四个反应道的截面值。在对232Th(n, f)134I和232Th(n, f)138Cs两个反应道的截面计算中，因为其有先驱核的衰变或退激的来源，使用相关公式扣除EC或β—等衰变对裂变截面的影响，发现了138Cs和134I主要来源于138Xe和134Te的β- 衰变。 关键词：14MeV中子；活化；232Th；裂变截面 第一章绪论 1.1 研究意义 中子诱发核反应截面能够揭示入射粒子和靶核相互作用机制，研究原子核在高激发态的运动规律加深对核反应机制和核结构的认识。14MeV能区中子引起的裂变反应截面是核工程、核能、核技术应用和核科学研究的基础数据，对于核反应理论模型的建立和完善、核裂变反应堆、核武器的研制，以及对其他交叉学科的研究都具有重要意义，所以核反应截面的测量是极其重要的，裂变各通道的独立裂变截面数据测量工作开展极少，本课题的开展填补了该领域的空白，完善了各裂变反应的具体裂变截面测量数据，为初步建立相关核数据库提供了素材。 跟随着现代化的日益发展，人们对能源的需求愈来愈迫切，因此，能源问题影响着社会的发展进程。而在当今环境也受到了人们广泛的关注，化石燃料的大范围使用已经严重影响了人们所生存的环境，还造成了全球性的温室效应。然而

γ射线能谱测量

γ射线能谱测量 ——物理0805 乔英杰u200810200 王振宇u200810256 实验背景：19世纪下半叶，物理学家对X射线和阴极射线进行了大量的研究，导致了放射性、电子以及α、β、γ射线的发现，这些射线的发现同时也为原子科学的发展奠定了基础。 自20世纪进入原子能时代，科学家对射线进行了更进一步的研究，射线在科学技术中开始渗透，根据γ射线具有波长短、能量高、穿透能力强和对细胞有很强的杀伤力的特性，γ射线的应用也成了一门新兴产业，现在它已经应用到了国民经济和社会生活的各个领域，特别是在工农业、医疗卫生和生物学方面取得了巨大的成果和效益，为科学技术和人类历史的进程起了巨大而深刻的影响。 目前γ射线的应用正在蓬勃快速的发展，应用领域仍在不断拓宽，它以低能耗、无污染、无残留、安全卫生等优点，深受众多行业的青睐，可是，其危害性也不容忽视。我们需要对γ射线深入了解，才能在降低其危害性的同时让其更好的为我们服务。本实验采用闪烁探测器和多道脉冲幅度分析器对γ射线的能量分布谱进行测量，以便我们了解用闪烁探测器测量γ射线的方法，学会分析能谱的特征及其影响因素。 实验原理： 1、闪烁探测器工作原理：闪烁探测器探测γ射线时，γ光子与物质作用不直接产生电离，而是发生光电效应、康普顿效应、电子对效应，闪烁体的原子、分子、电离或激发的作用来自三种效应所产生的次级电子。这样，我们就得到了对应于γ射线能量强度的电信号。之后，光电倍增管将所得电信号放大（倍增管阴极与阳极之间有十余个打那级，每个打那级均发生电子的倍增现象），其阳极最后收集电子的电极，与射级跟随器电路相连，使收集到的电子流以电压脉冲的方式输出。 2、γ闪烁能谱仪的工作原理：如下图（1）所示，整个仪器的信号传递大致是：由γ射线放射源放出的γ射线被闪烁探测器接受并转换为电压脉冲，前置放大器和脉冲放大器对探测器输出的电压脉冲进行放大，最后这些脉冲被多道分析器采集、处理。 多道分析器的到是指在分析器中存在的记录不同高度脉冲的位置。我们在试验中采用的是1024道分析器，即将脉冲电压范围分成1024份，然后计算机记录探测器输出的脉冲落在每份范围上的数目。

α射线能谱测量(有算能量刻度哦)

**************************************************************************** 西南科技大学 《α射线能谱测量》报告 设计名称α射线能谱测量 学院 班级 学生姓名 学号 设计日期 2014年12月 2014年10月制

目录 1实验目的 (1) 2实验内容 (1) 3实验原理 (1) 3.1α能谱 (1) 3.2α放射源 (2) 3.3α放谱仪 (3) 3.4探测器测量α射线能谱相关原理 (4) 3.5α谱仪的能量刻度和能量分辨率 (4) 4实验仪器、器材 (5) 5实验步骤 (5) 6实验数据记录、处理 (6) 7实验结论 (8)

1实验目的 α衰变中发射的α粒子能量及辐射几率的测量，对于核结构研究具有重要意义。这些核数据的测量通常是用α磁谱仪或半导体α谱仪。而本实验主要从以下几个方面进行： 1、了解α谱仪工作原理与特性 2、掌握α能谱测量原理及测量方法 3、测量获取表中各种放射源在不同探源距下α能谱的数据与图像记录并进行刻度 2实验内容 测定α谱仪在不同源距下α能谱的数据，并通过计算获得相关能量分辨率。同时，进行能量刻度。 3实验原理 3.1α能谱 α粒子通过物质时，主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失，使物质产生正负离子对，对于一定物质，α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的（即平均电能w），所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比，即：E N= W 公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目，E是在物质中损失的α粒子能量。如果α粒子将其全部能量损失在物质内，E就是α粒子的能量。 由于α粒子在空气中的射程很短（在T=15℃，P=1大气压时，天然放射性核素衰变产生的α粒子，射程最大为Thc’(212Po) 为8.62cm，能量最小232Th为2.5cm），所以测量室应采用真空室，如上图1所示，采用真空泵将测量室抽成真空，这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量（近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空）。 α粒子在探测器中因电离、激发（由于α粒子的质量很大，所以与物质的散射作用很不明显。α粒子在空气中的径迹是一条直线，这种直线很容易在威尔逊云室中看到。）等效应而产生电流脉冲，其幅度与α粒子能量成正比。电流信号经前置放大器、主放大器放大，出来的电信号通过多道分析器进行数据采集，最后通过计算机采集并显示其仪器谱（实验用α谱仪硬件连接及内部结构框图如图1所示）。仪器谱以α粒子的能量（即脉冲幅度）为横坐标，某个能量段内α粒子数（或计数率）为纵坐标，即可计算样品中各单个核素发射的α粒

用遗传算法求解中子能谱

第４４卷第１０期原子能科学技术Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．１０　２０１０年１０月Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｃｔ．２０１０ 用遗传算法求解中子能谱 王冬，何彬，张全虎 （第二炮兵工程学院１０２教研室，陕西西安７１００２５） 摘要：由多球中子谱仪的响应矩阵和测量结果得到中子能谱属于少道解谱问题，存在多种可能解，因此，解谱过程是在解空间中寻找问题的最优解。遗传算法作为优化算法的一种，在求解这类问题上具有很大优势，通过基因操作，遗传算法可获得问题的全局最优解。本文根据中子能谱求解问题的特点，提出了一种新的适应度函数，它由１个距离项和１个惩罚项组成，距离项用于保证计算结果能够再现测量结果，惩罚项用于保证解的连续性，避免求解结果数据的剧烈变化。选择了５种具有代表性的能谱作为真实能谱，并将其与响应函数相乘后的结果作为模拟测量结果，用遗传算法求解的结果与真值符合较好，且能很好地再现模拟测量结果，表明了采用这种适应度函数的遗传算法在求解中子能谱中的可行性。 关键词：多球中子谱仪；中子能谱解谱；遗传算法；适应度函数；惩罚函数 中图分类号：Ｏ５７１．５４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－６９３１（２０１０）１０－１２７０－０６ Ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ　Ｎｅｕｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｕｓｉｎｇ　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＷＡＮＧ　Ｄｏｎｇ，ＨＥ　Ｂｉｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｑｕａｎ－ｈｕ （Ｓｔａｆｆｒｏｏｍ１０２，Ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ａｒｔｉｌｌｅｒｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ’ａｎ７１００２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｕｔｒｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｆｒｏｍ　ｍｕｌｔｉ－ｓｐｈｅｒｅ　ｎｅｕｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅ－ｔｅｒ’ｓ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｉｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｆｅｗ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｎｄ　ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ　ｈａｓ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎｏｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｍｏｓｔ　ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｒｙ　ｔｏ　ｓｅａｒｃｈ　ａｍｏｎｇ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｓｐａｃｅ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｂｅｓｔ　ｆｉｔ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ａｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｏｐｔｉ－ｍｉｚａｔｉｏｎ　ｓｔｒａｔｅｇｙ，ｇｅｎｅｔｉｃ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｃｏｕｌｄ　ｆｉｎｄ　ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ｏｐｔｉｍａｌ　ａｍｏｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅａｒｃｈｓｐａｃｅ．Ａ　ｎｅｗ　ｆｉｔｎｅｓｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ａ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｐａｒｔ　ａｎｄ　ａ　ｐｅｎａｌｔｙ　ｐａｒｔ　ｗａｓ　ｃｏｎ－ｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓｑｕａｒｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｄａｔａ．Ｔｈｅ　ｐｅｎａｌｔｙ　ｐａｒｔ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎ－ｔｉｎｕｉｔｙ　ｏｆ　ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｕｎｆｏｌｄｅｄ　ｄａｔａ．Ｆｉｖｅ　ｃｌａｓｓｉｃａｌｎｅｕｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｗｅｒｅ　ｃｈｏｓｅｎ　ａｓ　ｂｅｎｃｈｍａｒｋ　ｓｐｅｃｔｒａ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｎｃｈｍａｒｋ　ｓｐｅｃ－ｔｒａ　ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｃｔｅｄ　ａｓ　ｉｎｐｕｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｔｈｅｕｎｆｏｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｇｒａｍ．Ｕｎｆｏｌｄｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｙ　ａｒｅ　ｗｅｌｌ　ａｇｒｅｅａｂｌｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒｕｅｓｐｅｃｔｒａ，ｐｒｏｖｅｎ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ　ｎｅｕｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｕｓｉｎｇ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｓｐｈｅｒｅ　ｎｅｕｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ｎｅｕｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｆｉｔｎｅｓｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｐｅｎａｌｔｙ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ 收稿日期：２００９－０９－２２；修回日期：２０１０－０２－０９ 作者简介：王冬（１９８０—），男，河北深泽人，博士研究生，核技术及应用专业

核素裂变样品的分析处理

核素裂变样品的分析处理 5.1 核素的初步甄别 对核素的甄别是一个复杂的过程: (1)先挑选一个测量时间较长的能谱，将γ能谱的每个峰对应的能量记录（除开本底峰）； (2)对照已知核数据（考虑峰值左右一小范围），列出每个峰可能会对应的核素，删除从每个峰对应的核素中一部分分支比较小的（本实验考虑将低于3%的忽略，但实际在本实验中分支比小于10%时，其峰一般不能找到），删除半衰期过大过小的核素（依据冷却时间，测量时间，本实验重点考虑半衰期为50-20000s 的核素）； (3)初步归纳可能的核素，然后对照核素图[19]，看核素对应γ衰变的几个较大分支比的峰是否存在，如果存在，则暂认为该核素存在，留待截面值分析后确定。 5.1.1 核素89Rb 表5.1.1 89Rb衰变的主要特征γ射线能量及分支比 核素半衰期(s) 全能峰序号能量(keV) 分支比 89Rb 909 E1657.77 0.108188 E2947.73 0.100011 E31031.92 0.629 E41248.14 0.45917 E52195.92 0.14467 E62570.20 0.10693 下图中(1)、(2)、(3)和(4)所标出的峰依次是甄别出89Rb 的E1、E2、E3和E4所对应的峰位置。

Channel 图5.1.2

Channel 图5.1.4

Channel 图5.1.5 5.1.5 核素134Te 表5.1.5 134Te衰变的主要特征γ射线能量及分支比核素半衰期(s) 全能峰序号能量(keV) 分支比 134Te 2508 E179.445 0.20945 E2180.891 0.1829 E3201.235 0.0885 E4210.465 0.22715 E5277.951 0.2124 E6435.06 0.1888 E7460.997 0.09735 E8464.64 0.0472 E9565.992 0.18585 E10742.586 0.1534 E11767.2 0.295

【CN109901217A】中子能谱测量系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910288957.3 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 成都理工大学 地址 610000 四川省成都市成华区二仙桥 东三路1号 (72)发明人 杨剑波　庹先国　李锐　成毅　 王洪辉　王磊　刘明哲　 (74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通合伙) 11463 代理人 周宇 (51)Int.Cl. G01T 3/00(2006.01) (54)发明名称中子能谱测量系统(57)摘要本发明提供一种中子能谱测量系统，属于中子能谱测量技术领域，中子能谱测量系统包括支架、中子探测器以及由外向内逐层套设的N个球形空腔，N为大于等于2的整数，支架包括支撑座以及与支撑座连接的承重柱，承重柱的端部伸入球形空腔的几何中心与第N球形空腔固定，承重柱分别与第N球形空腔外的N -1个球形空腔连接；每个球形空腔分别由至少一个子腔拼接而成，组成同一球形空腔的相邻子腔之间固定；中子探测器包括第一中子探测器和/或第二中子探测器，第一中子探测器设置在第N球形空腔的几何中心，第二中子探测器包括多个，多个第二中子探测器在任一球形空腔的周向分布。能满足多样化探测需求，探测设备高度整合，便携性强，适用范 围广。权利要求书1页 说明书7页 附图3页CN 109901217 A 2019.06.18 C N 109901217 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109901217 A 1.一种中子能谱测量系统，其特征在于，包括支架、中子探测器以及由外向内逐层套设的N个球形空腔，N为大于等于2的整数，所述支架包括支撑座以及与所述支撑座连接的承重柱，所述承重柱的端部伸入所述球形空腔的几何中心与第N球形空腔固定，且所述承重柱分别与第N球形空腔外的N-1个球形空腔连接，所述支撑座用于提供稳定支撑； 每个所述球形空腔分别由至少一个子腔拼接而成，组成同一球形空腔的相邻子腔之间固定，所述球形空腔内用于填充慢化剂；所述中子探测器包括第一中子探测器和/或第二中子探测器，所述第一中子探测器设置在所述第N球形空腔的几何中心，所述第二中子探测器包括多个，多个所述第二中子探测器在任一所述球形空腔的周向分布设置。 2.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，组成所述球形空腔的相邻子腔之间设置有连通通道，所述球形空腔内填充的液态慢化剂可通过所述连通通道在相邻的子腔之间流动。 3.根据权利要求1或2所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述第二中子探测器包括4个，4个所述第二中子探测器在第二球形空腔内沿周向均布设置。 4.根据权利要求1或2所述的中子能谱测量系统，其特征在于，每个所述球形空腔上分别设置有用于填充所述慢化剂的接口。 5.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，套设在所述第N球形空腔外的至少一个球形空腔与所述支架的连接端固定。 6.根据权利要求2所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述慢化剂包括颗粒状、啫喱状、粉末状或液态物质；所述啫喱状或液态慢化剂用于填充在相邻子腔之间设置有连通通道的球形空腔中。 7.根据权利要求6所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述慢化剂包括主要慢化材料和辅助慢化材料；所述主要慢化材料包括水、植物油、硼酸、重水、石墨、硼、石蜡、锂和聚乙烯中的至少一种，所述辅助慢化材料包括重金属的至少一种。 8.根据权利要求7所述的中子能谱测量系统，其特征在于，填充所述辅助慢化材料的所述球形空腔包括一体成型的重金属球壳形实体。 9.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述球形空腔的腔体材料包括金属材料、非金属材料及合金材料的至少一种。 10.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述承重柱侧面设置有液体通道，与所述承重柱连接的球形空腔对应设置有连通通道，液体状和啫喱状慢化剂可通过所述液体通道和所述连通通道向所述球形空腔中填充或抽取。 2

_能谱法测定_241_Am_n_242_Am_g_m_的反应分支比(精)

第41卷第6期 2007年11月原子能科学技术 AtomicEnergyScienceandTechnologyVol.41,No.6Nov.2007 能谱法测定 241Am(n, )242Amg,m的反应分支比 倪建忠,代义华,张海涛,鲁檑,施艳梅,常永福 (西北核技术研究所,陕西西安 710024) 摘要:研究建立了1种利用能谱测定241Am(n, )242Amg,m的反应分支比K1和K2的方法。利用242Amm与242Amg半衰期差别很大的特点,分两次测量241Am辐照样品中的242Cm含量,分别推算242Amg与242Amm的生成量,从而得到K1和K2。实际分析了某反应堆辐照的样品,测得了该反应堆中子能谱对应的K1和K2值。 关键词:241Am;中子俘获反应;分支比; 能谱法 中图分类号:O571.4 文献标识码:A 文章编号:1000 6931(2007)06 0671 03 241DeterminationofBranchingRatioofAm(n, )Am242g,mWith Spectrometry NIJian zhong,DAIYi hua,ZHANGHai tao,LULei,SHIYan mei,CHANGYong fu (NorthwestInstituteofNuclearTechnology,Xi an710024,China) Abstract:AmethodtodeterminethebranchingratioK1andK2of 242g242241Am(n, )242Amg,m242with spectrometrywasestablished.Basedonthefactthatthehalf lifeofAmmandAmarequitedifferent,theCmactivityofsampleirradiatedinareactorwasmeas uredattwodifferentmoments,thentheproductionamountof242Amgand242Ammduringirra diationwascalculated,finallytheK1andK2wereobtained. Keywords: 241241Am;neutroncapturereaction;branchingratio; spectrometry242g Am发生中子俘获反应生成Am的同 时,还会生成激发态的242Amm。反应及产物的 衰变示于图1。 241Am(n, )Am反应分支比K1和K2随 [1]242g,m入射中子的能量而变化。R.M.Harbour、Y. [2]Shinohara分别于1973年和1997年测量了K1 和K2(表1)。目前,国内尚未进行有关241Am(n, )242Amg,m反应分支比的测定工作。 本工作研究建立1种利用能谱同位素稀 释法测定K1和K2的方法,并获得某反应堆中 子能谱对应的K1和K2

反应堆堆芯中子能谱在线测量方法研究

反应堆堆芯中子能谱在线测量方法研究 先进核能系统研究的快速发展对核安全提出了更高的要求,同时堆内核测量技术面临更大的挑战。中子能谱是反应堆研究的核心参数之一,发展堆芯中子能谱的在线测量技术对提高核能系统安全有着重要意义。现有反应堆堆芯的中子能谱主要采用离线活化法测量。在线能谱测量技术尚不完善,如3He、6Li夹心谱仪等测量技术存在抗辐照能力差,探测能量范围有限或精度不满足要求等缺点。 发展高精度、宽量程的堆芯中子能谱在线测量技术已成为先进核能系统测控研究的重要发展方向。本论文通过借鉴多球谱仪的中子能谱测量原理,结合能够在堆芯内长期使用的电离室探测器,提出了一种新的堆芯中子能谱测量方法,即多阈值电离室的中子能谱在线测量方法。主要研究内容及创新点包括:(1)多阈值电离室能谱测量方法的蒙卡模拟研究。研究选用堆内使用成熟的具有不同阈值的电离室探测器(235U裂变电离室、238U裂变电离室、包镉NatB电离室),结合“少道解谱”原理,利用解谱软件对中子计数率信息进行反演得到待测中子能谱。 并分别利用参考中子能谱(IAEA318号报告中的纯裂变谱和铅冷快堆谱)和 中国铅冷快堆(CLEAR)能谱对所提出方法进行了可行性验证。验证时,首先利用蒙卡软件SuperMC进行建模并计算,获得了探测器的响应函数;并利用SuperMC计算探测器在参考谱中子场中的计数率,通过解谱软件,结合探测器计数率和响应函数信息反演中子能谱,反演谱和参考谱在大多数能区吻合;再通过SuperMC模拟探测器在CLEAR堆运行情况下的探测器计数率,且研究了3个不同位置的中子能谱情况,计算结果表明,反演谱和初始谱在大多数能区内吻合。参考谱和参考堆的模拟验证计算结果表明,提出的中子能谱在线测量方法具备理论上的可行性。(2)双功能锂铅氚增殖包层(DFLL-TBM)模型中子学实验数据分析。 DFLL-TBM中子学实验是中国科学院核能安全技术研究所为验证DFLL-TBM模块中子学性能开展的实验。本研究完成了该实验活化片反应率的数据分析工作。同时,利用该实验数据,研究实验中3个不同位置布置的3组活化片计数率,采用本研究开发的中子能谱在线测量方法对活化片的计数率信息进行中子能谱解谱分析并与蒙卡计算软件SuperMC的模拟计算结果进行比对。结果表明,通过活化片计数率信息解出的中子能谱与计算谱吻合度优于现有成熟解谱软件的反演结果。

NaI(Tl) 闪烁晶体γ能谱测量

NaI(Tl) 闪烁晶体γ能谱测量 实验人：吴家燕学号：15346036 一、实验目的 1、加深对γ射线和物质相互作用的理解； 2、掌握NaI(Tl) γ谱仪的原理及使用方法； 3、学会测量分析γ能谱； 4、学会测定γ谱仪的能量分辨率、线性、探测效率曲线； 5、测定未知放射源的能量和活度。 二、实验原理 1、γ谱仪的组成 NaI(Tl)闪烁谱仪由NaI(Tl)闪烁探头（包括闪烁体、光电倍增管、前置放大器）、高压电源以及谱仪放大器、多道分析器、计算机等设备组成。图1 为NaI(Tl)闪烁谱仪装置的示意图。 2、射线与闪烁体的相互作用 当γ射线入射至闪烁体时，发生三种基本相互作用过程：（1）光电效应；（2）

康普顿散射；（3）电子对效应。 图2 为示波器上观察到的单能γ射线的脉冲波形，谱仪测得的能谱图。图3 是137Cs、22Na 和60Co 放射源的γ能谱。图中标出的谱峰称为全能峰。在γ射 线能区，光电效应主要发生在K 壳层。在击出K 层电子的同时，外层电子填补K 层 空穴而发射X 光子。在闪烁体中，X 光子很快地再次光电吸收，将其能量转移给光 电子。上述两个过程是几乎同时产生的，因此它们相应的光输出必然是叠加在一起的，即由光电效应形成的脉冲幅度直接代表了γ射线的能量（而非减去该层电 子结合能）。 3、137Cs 能谱分析 4、闪烁谱仪的性能 能量分辨率

探测器输出脉冲幅度的形成过程中存在着统计涨落。即使是确定能量的粒子的脉冲幅度，也仍具有一定的分布，其分布示意图如图4 所示。通常把分布曲线极大值一半处的全宽度称半宽度即 FWHM，有时也用表示。半宽度反映了谱仪对相邻脉冲幅度或能量的分辨本领。因为有些涨落因素与能量有关，使用相对分辨本领即能量分辨率η更为确切。一般谱仪在线性条件下工作，故η也等于脉冲幅度分辨率，即 对于一台谱仪来说，近似地有 对于单晶谱仪来说，能量分辨率是以137Cs 的0.662MeV 单能γ射线的光电峰为标准的，它的值一般在8-15%，最好可达6-7%。 能量线性刻度曲线 为检查谱仪的能量线性情况，必须利用一组已知能量的γ放射源，测出它们的γ射线在谱中相应的全能峰位置（或道址），然后，作出γ能量对脉冲幅度（或道址）的能量刻度曲线。这个线性关系可用线性方程表示，即 式中x p 为峰位，即道址；E0 为截距，即零道对应的能量；G 为斜率，即每道对应的能量间隔，又称增益。实验中用的γ核素能量列于表2 中。典型的能量刻度曲线如图5 所示。

γ射线能谱的测量

（一） γ射线能谱的测量 摘要： 本实验将了解闪烁探测器谱仪的工作原理及其使用；学习分析实验测量的137Cs 和60Co γ谱之谱形和γ射线能谱的刻度测定谱仪的能量分辨率,本实验的目的是了解NaI(Tl)闪烁谱仪的原理、特性与结构，掌握NaI(Tl)闪烁谱仪的使用方法和γ射线能谱的刻度。 关键词：γ 射线 Na(Tl)闪烁探测器 能谱图 单道脉冲幅度分析器 引言： 闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探测射线的仪器。它的主要优点是：既能探测各种带电粒子，又能探测中性粒子；既能测量粒子强度，又能测量粒子能量；且探测效率高，分辨时间短。它在核物理研究和放射性同位素测量中得到广泛的应用。核物理的发展,不断地为核能装置的设计提供日益精确的数据,新的核技术，如核磁共振、穆斯堡尔谱学、晶体的沟道效应和阻塞效应，以及扰动角关联技术等都迅速得到应用。核技术的广泛应用已成为现代化科学技术的标志之 正 文： 实验原理 1.闪烁谱仪结构与工作原理 ＮａＩ（Ｔｌ）闪烁谱仪结构如图。整个仪器由探头（包括闪烁体、光电倍增管、射极跟随器），高压电源，线性放大器、多道脉冲幅度分析器几部分组成。射线通过闪烁体时，闪烁体的发光强度与射线在闪烁体内损失的能量成正比。带电粒子（如α、β粒子）通过闪烁体时，将引起大量的分子或原子的激发和电离，这些受激的分子或原子由激发态回到基态时就放出光子；不带电的γ射线先在闪烁体内产生光电子、康普顿电子及正、负电子对（当Ｅγ＞1.02ＭｅＶ时），然后这些电子使闪烁体内的分子或原子激发和电离而发光。闪烁体发出的光子被闪烁体外的光反射层反射，会聚到光电倍增管的光电阴极上，打出光电子。光阴极上打出的光电子在光电倍增管中倍增出大量电子，最后为阳极吸收形成电压脉冲。每产生一个电压脉冲就表示有一个粒子进入探测器。由于电压脉冲幅度与粒子在闪烁体内消耗的能量（产生的光强）成正比，所以根据脉冲幅度的大小可以确定入射粒子的能量。利用脉冲幅度分析器可以测定入射射线的能谱。 由原子物理学中可知γ射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿效应和正、负电子对产生这三种过程分别如下： （１）光电效应。入射γ粒子把能量全部转移给原子中的束缚电子，而把束缚电子打出来形成光电子。由于束缚电子的电离能Ｅ1一般远小于入射γ射线能量Ｅγ，所以光电子的动能近似等于入射γ射线的能量Ｅ光电＝Ｅγ－Ｅ1≈Ｅγ （２）康普顿效应。核外电子与入射γ射线发生康普顿散射，设入射γ光子能量为ｈ，散射

含氢介质内中子能谱测量

第38卷增刊原子能科学技术 Vol.38,Suppl. 　2004年7月Atomic Energy Science and Technology J uly 2004 含氢介质内中子能谱测量 安力,陈渊,郭海萍,牟云峰,王新华,朱传新 (中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳　621900) 摘要:建立了直径34cm 的含氢慢化球和含氢慢化球与<24cm ×30cm 聚乙烯圆柱组合的2种基准装置,加速器的d 2T 中子入射到含氢慢化介质,用<18mm ×20mm 的　晶体闪烁探测器测量了2种实验装置内不同位置的1MeV 以上的中子能谱,并处理成不同能量阈值的中子数。在0.95置信水平下,本测量方法的不确定度为4.8%。关键词:d 2T 中子;二维装置;介质内能谱 中图分类号:O571.54 文献标识码:A 文章编号:100026931(2004)S020089204 Measurement of N eutron Spectrum in Medium Containing H ydrogen AN Li ,CHEN Yuan ,GUO Hai 2ping ,MOU Yun 2feng ,WAN G Xin 2hua ,ZHU Chuan 2xin (Institute of N uclear Physics and Chemist ry ,China Academy of Engineering Physics , P.O.Box 9192213,Mianyang 621900,China ) Abstract :　Two benchmarks were established.One is moderation shell containing hydrogen which is 34cm in diameter.The other is composed of the shell and polyethylene cylinder of <24cm ×30cm which are combinatorial.Measurement of neutron energy spectrum above 1MeV changing with different positions of the experimental assemblies were carried out for in 2cident neutrons from outside using d 2T fusion source of accelerator.Meanwhile ,the spectra were transformed integral spectrum.The scintillation detector of stilbene crystal of <18mm ×20mm was used to measure neutron spectrum.At 0.95level of confidence ,the uncertain 2 ty of the measurement is 4.8%. K ey w ords :d 2T neutron ;two dimensional assembly ;neutron spectrum in medium 收稿日期:2004204215;修回日期:2004205215 作者简介:安　力(1973-),男,四川仪陇人,助理研究员,硕士研究生,核物理专业 中子与介质相互作用会产生散射反应等各种过程,当介质是大块物质时,作用过程更加复杂。中子与含C 、H 、O 、N 等低原子序数元素材料的作用不同于与含高原子序数元素材料的作用,它主要表现为弹性散射,能谱软化也较快。在以往的基准实验中,中子源均置于球中心测量泄露出来的中子能谱,而对球、柱组合装置的 基准实验开展较少。鉴于此,本工作拟测量含 氢慢化球、含氢慢化球与<24cm ×30cm 聚乙烯圆柱组合2种实验装置内部的中子能谱。 1　实验装置 含氢慢化球外径34cm ,内径4cm ,厚度15cm ,由上、下两半组成,界面间有一条通球心

中子剂量与防护

中子剂量和防护-正文 中子剂量通常指中子吸收剂量或中子剂量当量（见辐射剂量）。不同能量的中子同人体组织中的元素（氢、氮、氧、碳等）发生不同的相互作用（见中子核反应和宏观中子物理），所产生的具有一定能量的次级带电粒子能够引起电离和激发，从而使肌体受到损伤。剂量学涉及的主要物理问题是散射、核裂变和辐射俘获等. 研究中子在生物组织中不同深度的吸收剂量和剂量当量的模型有：半无穷大板块、有限圆柱体（直径为30厘米，高为60厘米）和椭圆柱体（长半轴为18厘米，短半轴为12厘米，高为60厘米）模型。模型的材料组成应同软组织的相当,密度为1g/cm3。能量范围从10-2eV延伸至 2000MeV。其中对半无穷大板块模型和有限圆柱体模型研究的结果,是目前确定中子注量率-剂量当量率换算系数的基础。 平行中子束垂直入射到一块物质上时，该物质的吸收剂量D随深度的分布（示意图见图1）同γ辐射的情形相似：吸收剂量的最大值并不出现在表面，而是出现在某个深度处，这个深度取决于中子的能量。医学上就是通过调节辐射的能量，把这个最大值对准病变组织的部位进行放射治疗。 放射防护规定：对个人所受剂量的限制是由剂量当量决定的。不同能量中子的有效品质因数坴(见辐射剂量)的数值示于图2。此外，由测得的中子注量率可以换算到剂量当量率。目前各国都采用图3所示的数值。 中子剂量测定主要指中子吸收剂量和剂量当量的测量。此外还包括表示剂量分布的微剂量测量。通常使用组织等效电离室，乙烯-聚乙烯正比计数器,硫酸亚铁剂量计以及量热计等测量吸收剂量。在多数情况下，组织等效电离室是测定快中子吸收剂量最准确的装置仪器。剂量当量测量仅适用于辐射防护，所采用的方法分场所监测和个人监测两类，其响应正比于最大剂量当量。微剂量测定的目的在于从实验上研究辐射在直径为微米量级或更小的球体内能量沉积的空间分布和谱分布。微剂量学所考虑的体积应同生物细胞的大小相当，借以模拟辐射在生物细胞、细胞组分和生物大分子中的能量沉积。常用的测量仪器是低压组织等效气体的“无壁”计数器，但测量方法和数据处理牵涉到很复杂的技术。 中子防护目的在于减少工作人员所受的辐射剂量，并尽可能将它控制在放射防护标准规定的限值以下。职业性放射性工作人员每年所受的剂量当量限值为50mSv(5rem)。表中给出对不同能量的中子相当于25μSv(2.5mrem)每小时的中子注量率以及1mSv（0.1rem）的中子注量。 减少防护工作人员受中子照射的措施除了尽量缩短受照时间、尽可能远离中子源以外，还需对中子源进行有效的屏蔽。 不同能量的中子同物质相互作用有不同的特点（见中子核反应和宏观中子物理）。因此屏蔽热中子要用含吸收截面大、俘获辐射γ光子能量低的材料，如硼、锂以及它们的化合物等。屏蔽快中子时首先需要用慢化能力强的材料将快中子的能量降低,然后用吸收截面大、俘获辐射γ光子能量低的材料加以吸收。快中子慢化的主要过程对于重核及中重核是非弹性散射；对于轻核是同原子核发生弹性散射。对于一次弹性散射，靶原子核的质量越接近中子的质量，中子损失的能量也就越大。因此屏蔽能量不很高的快中子最有效的元素是氢，通常采用的是含氢成分较多的水、石蜡、聚乙烯等轻材料。对于几兆电子伏以上能量的中子，可以用含重核或中重核的材料通过非弹性散射使其能量迅速降低然后再用含氢材料进一步使其慢化,最后被含10B或6Li材料吸收。因此，在规划屏蔽层的布局和确定屏蔽层厚度时必须知道中子能谱及各类材料的不同中子能量的有关反应截面数据，并根据上述特点对屏蔽层填料作合理安排，据某种理论模型进行数学运算。对大型中子源常用的屏蔽计算方法有双群法、多群法和移出扩散法等。放射性同位素中子源的屏蔽计算常用分出截面法和半（或1/10）值层减弱法。 若屏蔽层足够厚，又含有足够量的氢时，可用分出截面法进行计算。在近似计算中，可用裂变中子谱的分出截面。 半（或1/10）值层减弱系指将辐射量（注量、吸收剂量或剂量当量等）降至1/2（或1/10）时所需的屏蔽层厚度。半值层厚度(HVT)同1/10值层厚度(TVT)的换算关系式是：H VT＝0.301TVT。 普通混凝土对单能中子的1/10值厚度示于图4。 屏蔽放射性中子源，可以单独使用水、石蜡等；也可兼用其他慢化材料和吸收材料，或将慢化材料和吸收材料混合使用（如含硼聚乙烯、含硼石蜡等）。对大型中子源（如加速器、反应堆）的屏蔽比较复杂，常以普通混凝土和重混凝土等屏蔽材料为主，还要采用铁一类的物质屏蔽γ辐射和快中子。 在中子辐射防护中，除了中子以外还应当特别注意对γ辐射的防护。这是因为反应堆、加速器和很多放射性同位素中子源都伴有很强的γ辐射。在很多情况下，γ辐射的剂量当量大大超过中子的剂量当量。例如,镭-铍中子源的γ剂量当量率约比中子剂量当量率高50倍。即使是被认为γ剂量较少的镅-铍中子源,γ辐射剂量当量率也占总剂量当量率的百分之几十。 在使用放射性同位素中子源时，要严格防止放射性物质的泄漏。特别是使用镭-铍中子源时应经常检查是否有氡气漏出。一旦发现有漏出，就应及时采取措施。 辐射剂量-正文

能谱的测量-单道

云南大学物理实验教学中心 实验报告 课程名称：近代物理实验 实验项目： 能谱的测量－单道 学生姓名：朱江醒学号： 20051050148 物理科学技术学院物理系2005级数理基础科学专业 指导教师：葛茂茂 实验时间： 2007年 12 月 16 日 8 时 30 分至12时 30 分 实验地点：四合院 实验类型：教学(演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□

一、实验目的 （1） 了解γ射线与物质相互作用的基本特性； （2） 掌握NaI(Tl) γ谱仪的工作原理及其使用方法； （3） 学会分析137Cs 单道γ能谱； （4） 测定谱仪的能量分辨率及线性。 二．实验原理 1、γ射线与物质相互作用。当γ射线的能量在30MeV 以下时，最主要的相互作用方式有三种： （1） 光电效应。γ射线的全部能量转移给原子中的束缚电子，使这些电子从原于中发射出来，γ光子本身消失。 （2）康普顿散射。入射γ光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方向都发生了变化。 （3） 电子对效应。 γ光子与靶物质原子的原子核库仑场作用，光子转化为正-负电子对。 在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能，另一部分就作为光电子的动能。所以，释放出来的光电子的能量就是入射光子能量和该束缚电子所处的电子壳层的结合能B γ之差。虽然有一部分能量被原子的反冲核所吸收，但这部分反冲能量与γ射线能量、光电子的能量相比可以忽略。因此， E 光电子γγE B E i ≈-= (1) 即光电子动能近似等于γ射线能量。值得注意的是，由于必须满足动量守恒定律，自由电子（非束缚电子）则不能吸收光子能量而成为光电子。光电效应的发生除入射光子和光电子外，还需要有一个第三者参加，这第三者就是发射光子之后剩余下来的整个原子。它带走一些反冲能量，但该能量十分小。由于它的参加，动量和能量守恒才能满足。而且，电子在原子中被束缚得越紧（即越靠近原子核），越容易使原子核参加上述过程。所以在K 壳层上发生光电效应的概率最大。 图1是能量为hν，的入射光子发生康普顿散射的示意图，h ν'为散射光子的能量；θ为散射光子与入射光子方向间的夹角，称散射角；?为反冲电子的反冲角。 康普顿散射与光电效应不同。光电效应中光子本身消失，能量完全转移给电子；康普顿散射中光子只是损失掉一部分能量。光电效应发生在束缚得最紧的内层电子上；康普顿散射则总是发生在束缚得最松的外层电子上。我们可以分析一下散射光子和反冲电子的能量与反射角的关系。入射光子能量为νγh E =,动量为c h /ν碰撞后，散 射光子的能量为νγ'='h E ，动量为c h /ν'，反冲电子的动能为E e ，总能量为E ，动量为 P ，见图 1，它们之间有下列关系式： 2 02 202 02 2 01c m c m c m mc c m E E e --= -=-=β (2) 2 01β -= =v m mv P (3)

γ射线的能谱测量和吸收测定 实验报告

g射线能谱的测量 【摘要】某些物质的原子核能够发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，g 射线产生的原因正是由于原子核的能级跃迁。我们通过测量g射线的能量分布，可确定原子核激发态的能级，这对于放射性分析，同位素应用及鉴定核素等都有重要意义。因此本实验通过使用g闪烁谱仪测定不同的放射源的g射线能谱。同时学习和掌握g射线与物质相互作用的特性,并且测定窄束g射线在不同物质中的吸收系数m。 【关键词】g射线/能谱/g闪烁谱仪 【引言】从1896年的法国科学家贝可勒尔发现放射性现象开始，经过居里夫人等一系列科学家对一些新放射性元素的发现及其性质进行研究的杰出工作后，人类便进入了对原子核能研究、利用的时代。 而原子核衰变能放出α、β、γ三种射线，这些射线可以通过仪器精确测量。本次实验主要研究γ射线，通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。 因此本次实验研究了不同材料对于γ射线的吸收情况这是非常具有实际意义的，比如在居民区制造防空洞的时候可以使用一定厚度的抗辐射材料确保安全，而且在核电站、军事防护地以及放射源存放处等地方我们都有必要使用防辐射材料。 g射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对产生这三种过程，如下图所示。 本实验主要研究的是窄束γ射线在物质中的吸收规律。所谓窄束γ射线是指不包括散射成份的射线束，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。窄束γ射线再穿过物质时，由于上述三种效应，其强度就会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。γ射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律。 本次实验仪器如下：

中子测井与天然气探测技术

第26卷　第1期核电子学与探测技术 V o l .26　N o .1 2006年　1月 N uclear E lectron ics &D etecti on T echno logy Jan .　2006 中子测井与天然气探测技术 秦绪英1,2,肖立志1,张元中1 (1.石油大学,北京　102200;2.中石化石勘院南京石油物探研究所,江苏南京　210014) 摘要:简单介绍了中子测量与地层含氢指数及地层孔隙度的关系,介绍了地层含气对中子测量的 影响以及泥浆侵入对中子在含气地层响应特征的影响。分析了中子测井仪器长短源距探测器受泥浆侵入影响的差异,给出了通过对中子仪器长短源距计数率校正消除泥浆侵入影响的方法。通过实际资料验证,取得了比较好的结果。 关键词:含氢指数;中子测量;天然气;泥浆侵入校正 中图分类号:　P 618.130.21　文献标识码:　A 文章编号:　025820934(2006)0120009205 收稿日期:2005206209 作者简介:秦绪英(1962—),男,教授级高级工程师,石油大学(北京)博士生,从事测井技术研究工作 由快中子源发射出的高能中子,在发射后 的极短时间内经过一二次非弹性碰撞损失掉大量的能量之后,只能经弹性散射而继续减速。每次弹性碰撞后,快中子损失的能量与靶核的质量数A 、入射中子的初始能量E 0以及散射角Η有关。当Η为180°时,即发生正碰撞,中子损失的能量最大,一次弹性碰撞中子可能的最大能量损失为: ?E m ax ={1-[(A -1) (A +1)]2}E 0(1) 令Α=[(A -1) (A +1)]2,得到?E m ax =(1-Α )E 0(2) 对氢核来说,质量数A =1,因而有,?E m ax =E 0。这就是说中子与氢核发生正碰撞时,中子就失去其全部动能。对碳核来说,质量数A =12,因而有Α=0.716,因而中子与碳核发生正碰撞时,中子可能失去的最大能量是0.284E 0。经过数学计算,中子在每次弹性碰撞时平均的能量损失为: ?E = 2A (A +1)2 E 0 (3) 当中子与氢核碰撞时,每次碰撞平均会减少一半的能量,而与碳核碰撞时,每次碰撞平均只损失14%的能量。靶核的质量数越大,对快中子的减速能力越差,而氢核的A 最小,对快中子的减速能力最强,这决定了氢是所有元素中最强的中子减速剂[1]。这是中子测井能有效解决地层含氢量以及与此有关的地质问题的科学基础。 中子源发射出的高能快中子减速到热中子所需要的时间及所移动的距离是由岩石的宏观减速能力决定的。岩石是由多种元素组成的,其宏观减速能力主要由含氢量来决定,水是地层中中子减速能力最强的物质,由其他轻元素组成的物质减速能力比水小1～2个数量级,由重元素组成的物质宏观减速能力更差[2]。所以可近似地认为地层岩石的减速能力等于地层孔隙中水或原油的减速能力(假设地层骨架中不含氢)。 点状中子源在均匀无限介质中形成的超热中子注量率,在忽略扩散效应的条件下与源距r 的关系为: Υe = 14ΠD e r e -r L e (4)