14 MeV快中子照相准直屏蔽系统的设计与优化

摘要

基于强流氘氚中子源科学装置HINEG设计了一套快中子照相准直屏蔽系统.采用中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC和ENDF/B-Ⅶ.0数据库计算了准直中子束的中子能谱及注量率、γ射线能谱及注量率、直射中子注量率与γ射线注量率比值(φd/φr)、直射与散射中子注量率比值(φd/φs)、准直束中子注量率的不均匀度等特性参数,并采用MCNP5程序进行了对比验证.研究了准直屏蔽系统的内衬材料、尺寸等对特性参数的影响规律,并通过优化获取了最优设计方案.计算结果显示,在同等计算条件下,SuperMC计算结果与MCNP计算结果相对偏差小于1％,准直屏蔽系统的φd/φr为50.1,φd/φs为5.7,在φ30 cm视野范围内的中子注量率为4.80×107 cm-2·s-1,其中直射中子注量率为4.09×107 cm-2·s-1,中子注量率不均匀度为5.8％,满足快中子照相对准直束特性参数的要求.