加速器引發中子產率與物質活化之評估技術研究

Accelerator Induced Neutron Yields and Material Activation

許永政

指導教授 ： 許榮鈞

國立清華大學/原子科學院/核子工程與科學研究所/碩士(2014年)

摘要

近年來國內加速器的應用蓬勃發展，高能加速器運轉時不可避免的會產生物質活化及其相關輻射防護問題，這些問題以前國內較少獨立探討及深入研究，為了因應國內越來越多的大型加速器應用，瞭解並建立正確的評估能力已是相當重要的議題。
本研究首先利用一系列有相對可靠實驗數據支持的活化案例，盡可能採用不同計算程式與不同理論模型，以有系統的方式驗證蒙地卡羅遷移程式用在計算中子產生與物質活化的模擬能力，並以驗證過之模型建立四種射束(30 MeV質子、3 GeV電子、235 MeV質子、400 MeV/A碳離子)與不同靶材作用產生中子與物質活化情形的評估模式。本研究以有系統地分析射束-靶體(銅、不銹鋼、組織)組合特性，嘗試建立合理簡化的關係，並連結加速器組件活化程度與眾多因子間的影響程度，期望能做為建置高能加速器時屏蔽設計之參考。
除此之外本研究選定日本京都大學CBNS設施屏蔽做為實際分析案例，在針對中子產生來源的Be(p,xn)反應與文獻結果驗證後，利用MCNPX與FLUKA計算CBNS與清華大學設計之濾屏出口中子束特性，檢驗兩種程式計算中子射源項之結果。最後本研究模擬兩種不同濾屏設計在CBNS設施幾何環境下運轉時的劑量分布情形，並對於屏蔽效果不足之區域提出改善方案。

關鍵字

加速器 ； 中子產生 ； 物質活化 ； 蒙地卡羅

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Accelerators ； neutron yield ； activation ； Monte Carlo

參考文獻

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