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涂硼正比计数管涂硼厚度对探测效率影响的研究

朱朝阳 李立涛 王振涛

朱朝阳, 李立涛, 王振涛. 涂硼正比计数管涂硼厚度对探测效率影响的研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 148-153. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0148
引用本文: 朱朝阳, 李立涛, 王振涛. 涂硼正比计数管涂硼厚度对探测效率影响的研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 148-153. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0148
Zhu Chaoyang, Li Litao, Wang Zhentao. Study on the Effect of Boron-coated Thickness of Boron-coated Proportional Counter Tube on the Detection Efficiency[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 148-153. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0148
Citation: Zhu Chaoyang, Li Litao, Wang Zhentao. Study on the Effect of Boron-coated Thickness of Boron-coated Proportional Counter Tube on the Detection Efficiency[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 148-153. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0148

涂硼正比计数管涂硼厚度对探测效率影响的研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0148
详细信息
    作者简介:

    朱朝阳(1995—),男,博士研究生,现主要从事反应堆中子测量系统研发工作,E-mail: zhu-cy20@mails.tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: TL816

Study on the Effect of Boron-coated Thickness of Boron-coated Proportional Counter Tube on the Detection Efficiency

  • 摘要: 涂硼正比计数管是可用于反应堆压力容器外对中子注量率进行监测的关键设备,涂硼正比计数管的涂硼厚度对自身的本征探测效率有影响。仿真不同厚度硼层中10B(n,α)7Li生成的7Li和α粒子的输运过程,计算硼层界面位置离子整体射出率并给出涂硼正比计数管本征探测效率的计算方法。仿真与计算结果表明:单位核反应率下硼层界面处离子整体射出率在涂硼厚度小于1.5 μm时与硼层厚度近似呈正线性相关,在涂硼厚度大于1.5 μm后随涂硼厚度增大而增速变缓,在涂硼厚度为3.6 μm时达最大为1.3×10−4 (cm2·s)−1。基于离子整体射出率的结果进一步计算得到涂硼正比计数管本征探测效率与涂硼厚度之间关系曲线,该关系曲线可以为涂硼正比计数管研制中选择合适涂硼厚度、确定最佳的探测效率提供参考。

     

  • 图  1  硼层对7Li和α粒子的阻止本领及7Li和α粒子在硼层中射程         

    Figure  1.  Stopping Power of Boron Layer to 7Li and α and Range of 7Li and α in Boron Layer

    图  2  硼片划分图

    Figure  2.  Division Diagram of Boron Flakes

    图  3  离子初始方向示意

    C—半球面上任意一点

    Figure  3.  Schematic Diagram of Initial Ion Direction

    图  4  射出率与硼层厚度关系

    Figure  4.  Relationship between Emission Rate and Thickness of Boron Layer

    图  5  离子整体射出率对比

    Figure  5.  Comparison of Overall Ion Emission Rates

    图  6  单向离子运动径迹

    Figure  6.  Ion Motion Tracks with Same Direction

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-24
  • 修回日期:  2022-10-25
  • 刊出日期:  2023-02-15

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