中子照相中子慢化的MCNP模拟

【摘要】： 中子照相是射线无损检测技术的一种,与已被广泛应用的X射线照相相似,都是利用射线穿过被检测物时,其强度发生衰减变化而获得物体内部特征及其缺陷信息的图像。中子照相技术已较为广泛的应用于飞机(机翼、油箱、发动机等)、航天飞行器元件、火工品、电子线路、冶金部件、有机粘合件、核燃料组件的无损检测和氢化物的检测。并已制订了较为完善的中子照相技术标准。 中子照相与X射线照相相比有X射线照相不可替代的优点。中子不带电,它主要与原子核发生作用,其吸收系数随原子序数的变化很不规则,如氢(H)、锂(Li)、硼(B)等轻元素和少数重元素对中子有很大的吸收系数,大部分重元素对中子有较小的吸收系数,因此,利用中子照相可检测轻元素物质或被重元素物质包裹着的轻元素物质中的缺陷(如密度分布、缝隙、断痕、气泡等)。 Monte Carlo方法能够逼真地描述随机事件并模拟实验过程,特别适用于其本身就具有随机性的粒子输运问题的计算,该方法已被广泛地应用到了包括中子探测的各种核实验的模拟。MCNP是美国阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室利用Monte Carlo思想开发的一套模拟核实验的通用程序,特别适合粒子输运问题的计算。 本论文基于中子照相的原理,利用MCNP 4C程序,首先模拟单一材料对14MeV中子慢化的情况,然后建立模型讨论2种材料的组合对14MeV中子的慢化情况,找到最佳的组合使慢化后的中子束中热中子的注入率尽量的满足中子照相的需要,并探讨此种模拟方法对实验的指导。