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《中国科学技术大学》 2017年
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工业电子辐照加速器屏蔽体中预埋管道辐射场及迷宫优化研究

郑芳  
【摘要】:近年来加速器技术发展迅速,其应用范围不断拓宽,覆盖了肿瘤治疗、放射性同位素药品制备、材料辐照交联、食品及医疗消毒灭菌等生产生活的各个方面,创造了巨大的社会及经济效益。加速器辐照装置由于其安全可控、有效、环保等优点,渐渐成为辐照加工业的主流设备。加速器辐照装置辐射场通常比较复杂,还存在一些细节屏蔽设计问题如加速器屏蔽体中有较大口径管道贯穿的问题仍然研究不足,而我国辐照加速器有70%以上均用于辐照电缆电线,线缆传输管道贯穿屏蔽体是最为常见的。因此本论文的目的是针对电子辐照加速器周围屏蔽设计问题进行研究。本论文针对辐照线缆型电子加速器装置中预埋电缆传输管道周围辐射场进行了研究。首先采用蒙卡模拟方法对现有相关加速器影响管道内及墙外剂量率的参数进行了优化计算,使辐射剂量率在以前的基础上明显降低。按照这些优化参数及1-3MeV电子打靶后能谱分布研究了 0-3MeV单能光子在管道内随距离的衰减规律,根据各单能光子衰减规律,按照某电子加速器打靶能谱分布可直接合成未知的计算点值,这对估算3MeV以下不同能量电子辐照加速器屏蔽体预埋管道中剂量率衰减问题提供了很大的帮助。研究表明,合成的计算结果与直接电子输运计算结果符合较好,并且其合成值与管道内实测数据总体变化趋势一致,证明该估算方法具有一定实用参考价值。同时也为屏蔽设计提供了一种新的研究方法,即研究某一具体问题时,探究能谱中各个特征单能粒子在屏蔽设计结构中的衰减规律,按照某一粒子能谱可直接合成得到未知的整体衰减规律。本论文还针对2.5MeV"L"型迷宫内侧墙厚度设置问题进行了研究分析,通过对迷宫内剂量率的模拟分析及理论计算的验证,得到迷宫内侧墙厚度在第一段迷宫中应设置为60-80cm,在第二段迷宫中应设置为110-120cm左右。最后本论文针对一台2.5MeV辐照线缆型电子加速器周围辐射场进行了理论计算及实际测量,并将理论计算结果与实测数据进行了对比分析,发现两者均符合较好,证明了理论估算方法的正确性。本文还将电缆传输管道内剂量率实测数据与蒙卡计算、理论计算数据三者联合进行对比分析,分析了其误差产生原因,为以后相关研究提供经验教训。本论文通过针对工业电子辐照加速器预埋管道的研究为相关电子辐照加速器的屏蔽设计及剂量评估提供了参考。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TL503

【参考文献】
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