硼化鎢材料中子屏蔽性能及次級γ劑量產(chǎn)生的模擬研究

編號：CYYJ03656

篇名：硼化鎢材料中子屏蔽性能及次級γ劑量產(chǎn)生的模擬研究

作者：池曉淼 韓毅 劉立業(yè) 陳法國 李國棟 沈華亞 楊明明 孫巖松

關(guān)鍵詞： 硼化鎢系化合物 GEANT4 中子吸收 次級γ射線

機(jī)構(gòu)： 中國輻射防護(hù)研究院 輻射安全與防護(hù)山西省重點實驗室

摘要： 對輻射防護(hù)材料硼化鎢的中子吸收和次級γ射線屏蔽性能進(jìn)行分析。采用Geant4程序,對材料厚度0~2 cm、能量為熱中子~20 MeV的入射中子進(jìn)行模擬分析。研究結(jié)果表明:(1)硼化鎢材料主要作用于熱中子~10-2 MeV中子的吸收屏蔽。由不同材料對應(yīng)的中子宏觀分出截面和材料密度可知,厚度一定時,W2B5的中子吸收性能最優(yōu),質(zhì)量一定時,WB4中子吸收性能最優(yōu)。以熱中子為例,W2B5材料的中子宏觀分出截面約為B203材料的8.67倍,是PB202屏蔽材料的40.59倍;(2)相比于傳統(tǒng)中子吸收材料,W-B系化合物在低能中子吸收方面優(yōu)勢更為顯著;(3)隨著入射中子能量的增大,次級γ劑量對總劑量的貢獻(xiàn)呈下降趨勢;隨著硼化鎢材料厚度的增加,次級γ劑量對總劑量的貢獻(xiàn)不斷升高。為明確硼化鎢應(yīng)用場景及優(yōu)勢,實現(xiàn)中子源屏蔽裝置的優(yōu)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考,具有實際的工程指導(dǎo)價值。