γ射線屏蔽材料數(shù)值模擬與屏蔽性能研究.pdf

1、γ-ray屏蔽的核心要素是源的特點(diǎn)、輻射能量、屏蔽物質(zhì)和屏蔽體的有效厚度。要得到屏蔽效果與這些參數(shù)指標(biāo)的函數(shù)關(guān)系，如果用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的方法，需要不停地改變實(shí)驗(yàn)條件，至少是小幅度地改變各參數(shù)值，從而得出各種變量的關(guān)系曲線，這必然要消耗大量的時間和精力和進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)。這樣的方法效率不高，耗費(fèi)較多的人力和物力，數(shù)據(jù)的處理和分析也較為麻煩，而且由于實(shí)驗(yàn)和測試條件的局限，很難得到理想的結(jié)果。而應(yīng)用蒙特卡羅方法在計算機(jī)上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)就可以避免這些

2、不便之處。
　　本課題組已經(jīng)制備出了不同形貌的PbWO4、Bi2WO6輻射防護(hù)填料，并對其輻射防護(hù)作用進(jìn)行了有關(guān)的研究。本實(shí)驗(yàn)室制備的不同形貌PbWO4、Bi2WO6等輻射防護(hù)無機(jī)粉體為本課題提供了良好的工作基礎(chǔ)。本課題通過MCNP模擬的手段考察了由這兩種粉體構(gòu)成的橡膠復(fù)合材料的γ-ray屏蔽性能。
　　模擬結(jié)果表明，在不同的輻射強(qiáng)度下，兩種材料的屏蔽性能存在差異，對于59.5 KeV時，復(fù)合材料的屏蔽性能隨著填充比的增加而

3、顯著提高，而661 KeV時則趨勢并不明顯。繼而對模擬的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證。設(shè)計填充比例為0-50％，且通過物理實(shí)驗(yàn)和MCNP模擬兩種方法分別得出兩種材料的衰減率可以發(fā)現(xiàn)，采用Cs137放射源的實(shí)驗(yàn)與模擬相對差異約為23%，而采用Am241放射源相對差異約為14%，在可接受的范圍之內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步模擬了不同光子能量、不同配比以及不同粒徑對屏蔽效果的影響。
　　通過對Pb、Bi、W的弱吸收區(qū)的模擬研究，提出了弱吸收區(qū)補(bǔ)充增強(qiáng)的方