中子源强度的测量

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第542页（2413字）

虽然人们曾经用过很多方法来测量中子源强度，但是现在已经毫无例外地都用锰浴法来测定中子源的强度。

锰浴法的原理是将中子源放在体积足够大的含有MnSO₄水溶液的球形水箱中心进行照射，中子源发出的中子被水慢化并被水中物质吸收，其中Mn原子核吸收中子后形成放射性的⁵⁶Mn，照射至饱和时Mn在单位时间内吸收的中子数与其衰变数相等。若测定了水箱中56Mn的活度Q_Mn，并根据溶液的浓度和各种成分物质的吸收截面，算出了水溶液中锰吸收的热中子所占份额f，就可得到中子源的强度：

式中

F是一些必要的修正因子，其中包括溶液中硫氧对快中子的吸收，中子在边界上的漏失及源本身对周围中子的吸收等；N和σ分别为脚标所表示的各原子在单位体积水溶液中的原子数和它们的吸收截面；C探测系统测得的⁵⁶Mn的计数率；E则为探测系统的探测效率。E的确定是用经过绝对测量的已知总活度(A)的⁵⁶Mn溶液(校准溶液)放入水箱中，用与测C所用的相同系统和步骤测出计数率。这一计数率与放入水箱中⁵⁶Mn的总活度A之比便为系统的探测效率。

实验中，为避免源被浸湿和减少中子源的自吸收，中子源被放置在一位于水箱中心的半径约8－10cm的空腔中心，球形水箱的直径大小根据中子源中子能量选择(50－120cm之间)。在照射一定时间后可以在照射的同时，用循环系统将溶液抽到测量系统测量，这样就不存在计数随时间减少的问题。测量系统一般用NaI(Tl)探测器。刻度水箱系统效率用的⁵⁶Mn源可用4πβ－γ符合测量。

【参考文献】：

［1］ICRU,Radiation quantities and units,ICRU,Report 33(1980).

［2］ICRU,Neutron dosimetry for biology and medicine.ICRU,Report 26(1977)

［3］ICRU. Determination of dose equivalents resulting from external radiation sources, Report 39 (1985).

［4］ICRU,Determination of dose equivalents resulting from external radiation sources,Part 2,Report 43(1988).

［5］Quantities and units in radiation protection dosimetry. ICRU,Report 51(1993).

［6］ICRP.1990 Recommendations of the ICRP Publication 60(1991).

［7］ISO—8529, Neutron reference radiation for calibrating neutron measuring devices used for radiation protection purpose and for determining their response as a function of neutron energy.

［8］IEC—1005,Portable neutron ambient dose equivalent ratemeter for use in radiation protection (1990).

［9］IAEA,Guideline on calibration of neutron measuring devices, IAEA Technical Reports Series No. 285(1988).

［10］卢希庭，原子核物理，原子能出版社，1981。

［11］梅镇岳，原子核物理学，科学出版社，1961。

［12］Mann,W. B. ,A handbook of radioactivity measurements procedures,NCRP Report 58(1985).

［13］Johnson C. H. ,Fast Neutron Physics,Part I,Interscience Publisher (1960).

［14］Knoll,G. F. , Radiation Detection and Veasurement, 2nd Ed.,John Wiley & Sons(1989).

［15］Attix,F.H. , Tochlin, E. , Radiation Dosimetry. Vol.1-4,Academic Press ,New York(1968).