低能电子辐照加速器主厅及车照室迷宫辐射场研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhwenh_0421
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辐照型电子加速器广泛应用于材料改性、食品保鲜、医疗用品杀菌等领域。电子加速器产生的电子和X射线具有低能耗、易控制、无损伤及束流稳定集中等优点,日益成为辐照加工产业的主要设备。虽然其屏蔽设计方案日趋完善,但细节设计仍需要优化,为了使加速器机房辐射屏蔽设计满足既经济又有效的要求,深入讨论电子辐照加速器机房内部结构的屏蔽优化具有重要的意义。  本文首先对安徽省某高频高压加速器机房主厅和辐照室进行的蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟,着重探索漂移管通孔的类型对主厅内剂量分布的影响程度,并根据实地测量的剂量率分布,对某些固定直径的漂移管,得到了比较合理的通孔形状和直径。通孔直径对垂直方向剂量率的影响极小,而水平方向的剂量率随直径的不同而变化明显。在通孔中采用阶梯型圆台结构不仅节省了建造高度,更有效地降低了漂移管周围的辐射水平。辐照室所需主屏蔽厚度的计算过程中使用了几何分裂和俄罗斯轮盘赌的减方差技巧,很好的降低了误差,得到了合理的总厚度范围,又记录了电子打靶后X射线的发射率,以便与随后的理论计算进行对比。  以NCRP报告为经典理论介绍了辐照室内主、次X射线的计算方法,并使用公式和经验数据对所研究加速器的X射线发射率进行估算;论述了主、次屏蔽的计算方法,并结合本次研究加速器对屏蔽厚度进行了理论计算。两项参数的理论估算与前文的蒙卡模拟数据比较符合,有力的说明了模型的合理性。最后利用热释光剂量片和剂量瓶测定了机房内的部分位置的累计剂量,主厅测量剂量率和蒙卡模拟结果的变化趋势一致,辐照室的实测数据清晰的显示了剂量率的数量级变化情况。  希望本文得到的数据和结论为日后相关的屏蔽计算提供理论参考,所做的工作能对低能电子辐照加速器机房屏蔽的细节设计予以帮助。
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