硼化鎢材料中子屏蔽性能及次級(jí)γ 劑量產(chǎn)生的模擬研究

池曉淼 韓毅 劉立業(yè) 陳法國(guó) 李國(guó)棟 沈華亞 楊明明 孫巖松

摘 要：對(duì)輻射防護(hù)材料硼化鎢的中子吸收和次級(jí)γ 射線屏蔽性能進(jìn)行分析。采用Geant4 程序，對(duì)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(duì)應(yīng)的中子宏觀分出截面和材料密度可知，厚度一定時(shí)，W2 B5 的中子吸收性能最優(yōu)，質(zhì)量一定時(shí)，WB4 中子吸收性能最優(yōu)。以熱中子為例，W2 B5 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(shì)更為顯著;（3） 隨著入射中子能量的增大，次級(jí)γ 劑量對(duì)總劑量的貢獻(xiàn)呈下降趨勢(shì);隨著硼化鎢材料厚度的增加，次級(jí)γ 劑量對(duì)總劑量的貢獻(xiàn)不斷升高。為明確硼化鎢應(yīng)用場(chǎng)景及優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)中子源屏蔽裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考，具有實(shí)際的工程指導(dǎo)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：硼化鎢系化合物;Geant4;中子吸收;次級(jí)γ 射線

中圖分類號(hào)：TL77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A