第七章 中子的防護

中子的防護1第七章中子的防護第七章中子的防護象γ射線一樣，中子是一種穿透力很強的間接電離粒子。它在物質(zhì)中的減弱是一個復雜的物理過程，在屏蔽計算時一般應該考慮這些物理過程。然而其中數(shù)據(jù)尚不完全清楚。中子源發(fā)出的中子都是快中子，在屏蔽層中主要通過彈性散射和非彈性散射損失能量，最后被物質(zhì)吸收，主要放出γ射線。因此中子的屏蔽除了要考慮快中子的減弱過程和吸收過程外，還要考慮γ射線的屏蔽本章主要介紹中子屏蔽的基本原理及一般教學、科研、醫(yī)療等部門常用的同位素中子源和中子發(fā)生器的有關(guān)屏蔽問題2第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用按能量區(qū)分的中子種類：慢中子0-103eV中能中子快中子相對論中子中子按能量的劃分并不嚴格，各文獻之間略有差別。3第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用1.中子源：反應堆中子源：強中子源，中子能量范圍0-18MeV加速器中子源：能在很寬能量范圍內(nèi)產(chǎn)生單能中子束同位素中子源：體積小，價錢便宜，使用方便4第七章中子的防護·中子由不同的過程產(chǎn)生，能量覆蓋較大的范圍·像光子一樣，中子沒有電荷，不會與軌道電子發(fā)生作用。·中子在物質(zhì)中可以不發(fā)生任何作用而輸運很遠的距離?！ぶ凶油ㄟ^以下幾種機制與原子核的核子發(fā)生作用：復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（1）.彈性散射（n，n）（2）.非彈性散射（n，n’）（3）.輻射俘獲（n，γ）（4）.帶電粒子的發(fā)射（5）.裂變（n，f）5第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（1）.彈性散射（n，n）彈性散射分為勢散射和復合核散射兩種－－原子核內(nèi)能不變勢散射是中子受核力場作用發(fā)生的散射（中子未進入核內(nèi)，而是發(fā)生在核外面）。復合核散射是中子進入核內(nèi)形成復合核，而后放出中子。彈性散射是慢化中子的最重要的過程：

·保留了總動能

·中子損失的能量E轉(zhuǎn)移到了反沖粒子

·最大能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在對頭碰撞時

·彈性散射截面取決于能量和材料6第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（1）.彈性散射（n，n）結(jié)論：·輕元素（特別是氫）可以作為良好的快中子減速劑·在中子的中能范圍內(nèi)，彈性散射是中子能量損失的主要方式，同時隨著中子能量的降低，氫的彈性散射截面很快變大，當中子和氫發(fā)生彈性散射時沒能很快的降低到熱能范圍。·在中子防護中，常選用含氫物質(zhì)和原子量小的物質(zhì)作為快中子的減速劑7第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（2）.非彈性散射（n，n’）非彈性散射分為直接相互作用過程和形成復合核過程直接作用過程是入射中子和靶核的核子發(fā)生非常短時間的相互作用（約10-22-10-21秒）復合核過程是入射中子進入靶核形成復合核，在形成復合核過程中入射中子和核子發(fā)生較長時間的能量交換（約10-20-10-15秒）

·最終靶核將放出一個動能較低的中子而處于激發(fā)態(tài)8第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（2）.非彈性散射（n，n’）·非彈性散射的發(fā)生和入射中子的能量有關(guān)。·在閾值以上，隨著中子能量的增加，非彈性散射的截面變大靶核的第一激發(fā)能級愈低，愈容易發(fā)生非彈性散射，重核的第一激發(fā)能級比輕核的第一激發(fā)能級低·快中子（>0.5MeV）與重核相互作用時，與彈性散射相比，非彈性散射占優(yōu)勢

·在中子屏蔽層中，往往摻入重元素或用金屬與減速劑組成交替屏蔽9第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（3）.輻射俘獲(n,γ)中子射入靶核后，與靶核形成激發(fā)態(tài)的復合核，然后復合核通過發(fā)射一個或幾個γ光子而回到基態(tài)，不再發(fā)射其他粒子，此過程叫輻射俘獲，也稱(n,γ)反應。這時中子被靶核吸收?！ぽ椛浞@反應截面僅和中子能量有關(guān)。·在在低能區(qū)除共振區(qū)外，其反應截面一般隨變化10第七章中子的防護復習中子與物質(zhì)的相互作用2.中子與物質(zhì)的相互作用：（4）.帶電粒子的發(fā)射原子核吸收中子而發(fā)射出帶電粒子（如質(zhì)子，α粒子）的核反應，叫作發(fā)射帶電粒子的核反應，例如慢中子引起的（n,α

）和（n,p

）反應。（5）.裂變反應（n，f）有集中重核，如等，當他們俘獲一個中子后，可分裂為兩個交情的原子核，伴隨著放出2-3個中子及200MeV左右的巨大能量，這就是核裂變反應，即（n，f）反應。11第七章中子的防護第七章中子的防護對中子的屏蔽，出了反應堆、高能加速器、克級以上的252Cf中子源需要進行較為復雜的計算外，一般小型的同位素中子源、中子放射器多采用較為簡單的計算方法，如以實驗為基礎(chǔ)的分出截面法、張馳長度法、實驗曲線法等。中子源發(fā)出的中子都是快中子，在屏蔽層中主要通過彈性散射和非彈性散射損失能量，最后被物質(zhì)吸收，主要放出γ射線。因此中子的屏蔽除了要考慮快中子的減弱過程和吸收過程外，還要考慮γ射線的屏蔽12第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法分出截面法和張弛長度法時快中子屏蔽的半經(jīng)驗方法。這些方法最初是為適應反應堆屏蔽計算需要而建立起來的。由于計算方便，有一定精度，除用于反應堆屏蔽計算外，目前廣泛地用于各類同位素中資源的屏蔽估算。當用某一閾探測器，測量通過某一含氫屏蔽層后的快中子注量率時，由于散射使快中子的能量降低到閾值一下，或者通過散射偏離原來的束而不能到達探測器。盡管這些中子可能仍然是快中子，然而都不能被閾探測器探測到，表明這些中子已經(jīng)從能量高于閾值的“群”中分出去了。分出截面就是表示中子通過單位厚度的材料時，從高于某一閾值的中子群中分出來進入能量較低的中子群的幾率。故可用中子從某一能量的中子群中分出幾率的概念來考慮中子的衰減，并用分出截面來計算快中子在屏蔽層中的減弱。分出截面可以通過實驗測量，也可以通過理論計算。13第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.實驗測量的分出截面實驗測量裂變譜中子分出截面原理如圖所示：r裂變中子面源Pt水在水箱內(nèi)表面放置一單向裂變中子平面源，探測器在P點離源的距離為r，在探測器和源之間放置一塊待研究的材料平板，厚度為t，在P點測得的快中子劑量率為：14第七章中子的防護當水層的最小厚度為45—60厘米時，用這種裝置測量的分出截面與平板的厚度無關(guān)。這是因為P點的中子譜基本上達到了平衡，平板的插入對P點的中子譜的平衡并無影響。的值可通過查表得到一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.實驗測量的分出截面實驗測量裂變譜中子分出截面原理如圖所示：在水箱內(nèi)表面放置一單向裂變中子平面源，探測器在P點離源的距離為r，在探測器和源之間放置一塊待研究的材料平板，厚度為t，在P點測得的快中子劑量率為：—水箱中無平板時，離源（r-t）處的中子計量率；—被研究材料的宏觀分出截面15第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.實驗測量的分出截面在某些屏蔽和反應堆材料中，中子的宏觀分出截面材料宏觀分出截面（cm-1）張馳長度λ（cm）水0.1039.7鐵0.15766.34普通混凝土0.094210.6波蘭特混凝土0.094510.6石墨（ρ＝1.54）0.078512.716第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.實驗測量的分出截面當原子質(zhì)量MA>12時，裂變中子在材料中的微觀分出截面可用如下經(jīng)驗公式計算：除非常輕的元素外，上述公式對均勻介質(zhì)的計算值比對非均勻介質(zhì)的計算值小5-10%。17第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.實驗測量的分出截面一些元素的微觀分出截面（1靶＝10-28米2）元素分出截面（靶）計算值（靶）（En≥1.4MeV）Li1.011.03Be1.071.20B0.971.12C0.810.95O0.740.74Al1.301.42Fe1.981.87Cu2.042.0418第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.理論計算的分出截面采用實驗測量的分出截面時，使用條件和測量條件相似，不然，會造成很大誤差。實際上，某些中子源的譜并非裂變譜，有些則是單能中子源，屏蔽材料也并不象實驗那樣成層狀分布，因而實驗值的應用受到局限。如果能在理論上建立分出截面與中子能量的關(guān)系，則分出截面的應用會更為方便。19第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.理論計算的分出截面對于能量為E（兆電子伏）的快中子在某一特定材料中的宏觀分出截面，可用下述近似式計算：—能量為E的快中子的宏觀總截面（厘米-1）；—能量為E的快中子的宏觀彈性散射截面（厘米-1）；—宏觀彈性散射角余弦的平均值，表示彈性散射角分布中向前散射的部分。20第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.理論計算的分出截面當中子源具有譜分布時，對于能譜平均的分出截面，由下式計算：—中子源能譜的微分分布—無中材料存在時，在厚度為（r-t）的含氫介質(zhì)中的中子劑量—種材料板厚—中子能量下限21第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.理論計算的分出截面公式：僅適用于氫以外核素的分出截面的計算。氫的分出截面等于其總截面的0.9倍，即：σR(H)=0.9σH

，σR(H)，σH分別表示屏蔽層中氫的微觀分出截面和微觀總截面。σH可用下面的經(jīng)驗公式計算。式中E0為中子能量，單位為MeV。在能區(qū)1.5MeV～20MeV，上式計算值的準確度為2％22第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法3.化合物、混合物的宏觀分出截面宏觀分出截面和微觀分出截面的關(guān)系如下：—物質(zhì)的密度（克/厘米3）；—核素的原子量。0.602—是阿伏伽德羅常數(shù)NA與10-24的乘積（1靶＝10-24cm2）23第七章中子的防護一.分出截面的概念第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法3.化合物、混合物的宏觀分出截面宏觀分出截面和微觀分出截面的關(guān)系如下：—混合物的密度（克/厘米3）；—第i種核素所占的重量百分比；—第i種核素的微觀分出截面（靶）；—第i種核素的原子量。24第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.快中子在含氫介質(zhì)中的減弱分出截面法不僅適用于含氫材料或以含氫材料（含氫量>0.3%）為后襯的屏蔽，在一定的限制條件下亦可以用于非含氫材料的屏蔽計算。（1）均勻含氫介質(zhì)：當屏蔽體中的含氫材料和其他重組分均勻混合時，各向同性點源的快中子在屏蔽體中的劑量減弱可用下式計算：上式的適用條件是：源和探測點之間含氫介質(zhì)應有最小的厚度Rmin，使介質(zhì)中的中子譜達到平衡。這個最小的屏蔽厚度一般與中子能量、所探測的中子能量下限及起分出作用的材料有關(guān)?！熘凶釉诘刃w密度純氫介質(zhì)中的計量減弱函數(shù)；—源的中子發(fā)射率（中子/秒）；—阿伏伽德羅常數(shù)（NA=6.0225×1023摩爾-1）；—源與探測點間屏蔽體的厚度。25第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.快中子在含氫介質(zhì)中的減弱對于裂變譜中子，當探測下限為Ec＝0.33MeV時，含氫介質(zhì)的最小厚度可按氫的質(zhì)量厚度為4.5×6克/厘米2確定。當Ec≥1MeV時，Rmin>3λ，其中λ為張馳長度。fDH，σRi值可采用實驗測量值，也可采用理論計算值，當用理論計算值時，fDH用下式計算：—中子的注量對劑量的轉(zhuǎn)換因子（西弗/單位注量）；—屏蔽層中能量為E0的中子對氫的宏觀總截面（厘米-1）；—注量積累因子26第七章中子的防護式中包括屏蔽層中所有核素的微觀分出截面，但對氫則取微觀總截面。二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.快中子在含氫介質(zhì)中的減弱注量積累因子：表示由于氫的向前散射作用而形成的散射中子的積累。積累因子B用下式計算：對具有譜分布S(E0)的各向同性點源，在離源r處的劑量當量率用下式計算：27第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法1.快中子在含氫介質(zhì)中的減弱（2）多層屏蔽的情況：如果源中子為單能中子，用化合物、混合物宏觀分出截面進行計算，若源中子為有譜分布S(E0)的各向同性點源，那么在能量為E0到E0＋dE0間的中子，在離源r處的中子微分劑量當量率為：上式積分得：28第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.快中子在非含氫介質(zhì)中的減弱在實際工作中，由于對工藝結(jié)構(gòu)及使用條件的限制，往往要求采用某些比較輕的材料，作為中子的慢化劑，在以非含氫介質(zhì)作慢化劑的均勻介質(zhì)內(nèi)的某一點，到各向同性單能點源的距離r大于幾個自由程的范圍內(nèi)，能量大于某一閾能的快中子注量率可表示為：—源的中子發(fā)射率（中子/秒）；—快中子屏蔽層中的宏觀分出截面（厘米-1）；—初始積累因子，表示能量大于閾能的中子由于向前散射而引起的中子注量率的累積29第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.快中子在非含氫介質(zhì)中的減弱能量En>1.5MeV的中子初始累積因子材料中子能量E0（MeV）2468101414.9鋁3.52.5水5.44.64.23.32.93.0氫3.53.53.52.82.82.8石墨1.41.3鐵4.92.7碳化硼5.01.8聚乙烯2.42.5鉛4.02.9某些單能中子的B值列于下表中，在缺乏數(shù)據(jù)的情況下，可取B＝530第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.快中子在非含氫介質(zhì)中的減弱上式的使用條件：①當材料的原子量MA<27時，快中子的能量下限Ec＝1.5MeV；當材料的原子量MA>27時，快中子的能量下限Ec＝3MeV②當離點源的距離r>3λ時，，這時分出截面法和張馳長度法相同，值不隨距離而變化，可采用在水介質(zhì)中的測量值。如果點源具有譜分布,將能量相近的中子分組，分別計算每組快中子在介質(zhì)中的減弱，然后迭加得注量為：31第七章中子的防護二.計算快中子屏蔽的分出截面法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法2.快中子在非含氫介質(zhì)中的減弱對單能各向同性點源進行多層屏蔽組合屏蔽時，快中子的注量率可表示為：式中及分別表示第i層屏蔽材料的宏觀分出截面和厚度。這個初始注量率積累因子B，應取輕材料的初始積累因子。32第七章中子的防護三.張弛長度法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法中子在介質(zhì)中的注量率或劑量率減弱e倍的長度稱為張弛長度，用λ表示。若屏蔽層的組成均勻，在一定的屏蔽厚度內(nèi)，其張弛長度近似為常數(shù)，因此，中子在屏蔽層內(nèi)減弱可用張弛長度的指數(shù)規(guī)律來描述：—各向同性點源的中子發(fā)射率（中子/秒）；—初始注量率累計因子；—源至探測點的距離（厘米）；—能量為E0的中子在ri+1至ri段內(nèi)的張弛長度（厘米-1）33第七章中子的防護三.張弛長度法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法若整個屏蔽層內(nèi)的張弛長度為常數(shù)λ，則有：t為屏蔽層的厚度（厘米）；當屏蔽層時由幾種材料的混合物組成時，混合物的張弛長度用下式計算：—密度為ρi的第i種組成元素的張弛長度；—第i種組成元素在屏蔽層中的密度；34第七章中子的防護三.張弛長度法第一節(jié)快中子屏蔽的分出截面法和張弛長度法對于張弛長度法的應用的說明：（1）用張弛長度法計算的中子注量率，包括了散射中子和未經(jīng)散射的中子，其概括的能量范圍決定于張弛長度和積累因子適用的能量范圍；（2）從中子在物質(zhì)中的減弱曲線看，初始積累因子表示偏離指數(shù)形式的程度。在含氫的非均勻介質(zhì)中，當屏蔽層厚度t≥3λ時，減弱曲線基本上按e-t/λ變化，取B=1；若屏蔽層厚度在3個平均自由程（t<3λ）以內(nèi)，應考慮積累因子。在非含氫介質(zhì)的情況下，即使在離源較遠的參考點處，也應考慮積累因子。各種材料的反應堆譜或裂變中子的張馳長度有表可查。35第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽一類是移動式的屏蔽容器和各種用途的輻照設(shè)備。安全要求，除一般運輸容器外，經(jīng)常使用的中子源，經(jīng)屏蔽后，在工作點的計量當量率不得超過2.5×10-2毫西弗/小時，并按國家規(guī)定取兩倍的安全系數(shù)屏蔽材料：除固定式外，通?？捎蔑柡团鹚崴芤?、含1.2%硼的石蠟、摻有B4C的丁苯橡膠、聚乙烯、含氫量約為1%的混凝土等；具有強γ本底的中子源，則應考慮兩層屏蔽，內(nèi)層用鉛吸收γ射線，外層用石蠟等屏蔽中子同位素中子源用途甚廣，屏蔽方式一般分為兩類：一類是固定式屏蔽，此類屏蔽較為簡單（把源直接安裝在地下，利用泥土、沙石做屏蔽材料）；36第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽一.常用同位素中子源的種類和特性目前常使用的是鐳-鈹源和釙-鈹源，镅-鈹源亦逐步擴大應用。一些中子源的特性種類反應類型半衰期中子最大能量（MeV）中子平均能量（MeV）中子產(chǎn)額(中子/秒·居里)特點鐳－鈹（α，n）1622年13.083.915×106γ本底很強破－鈹（α，n）138.4天10.874.232.5×105半衰期很短，γ本底很低钚－鈹（α，n）24400年10.744.51.6×106γ本底低镅－鈹（α，n）462年10.744.53.2×106γ本底很低鈉－鈹（γ，n）14.8小時-0.830.13×106非常大的γ本底，單能中子源銻－鈹（γ，n）60天-0.0240.19×106非常大的γ本底，單能中子源锎252自發(fā)裂變2.659年～13.02.352.34×1012（每克）裂變中子譜，由自發(fā)裂變產(chǎn)生較強的γ本底37第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽一.常用同位素中子源的種類和特性目前常使用的是鐳-鈹源和釙-鈹源。鐳-鈹源的缺點是γ本底強，而且產(chǎn)生放射性氡氣。故防護時，除重點考慮γ射線的屏蔽外，還要注意防止氡氣漏出產(chǎn)生內(nèi)照射的危害。釙-鈹源基本上是純中子源，當源的活度小時，對釙-鈹源主要考慮中子屏蔽。理想的同位素中子源：不產(chǎn)生有害氣體、壽命長、產(chǎn)額高、比放（單位體積的中子產(chǎn)額）大。38第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算另一種方法是各種核反應中子源，他們發(fā)射的中子對氫的平均微分分出截面近似取σR=1靶，然后用下式估算：1.分出截面法除作為工程設(shè)計而需要精確計算外，一般可采用較為簡單的經(jīng)驗公式或近似方法計算：一種方法是知道源在某屏蔽材料中的宏觀分出截面可直接用下式計算：39第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算1.分出截面法—計量當量率（毫西弗/小時）；—源的中子發(fā)射率（中子/秒）；—離源的距離（米）；—在屏蔽材料中的中子減弱因子；—中子注量率-劑量當量率轉(zhuǎn)換因子，即1中子/秒2?秒相當于1.3×10-7毫西弗/小時40第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算1.分出截面法一些常用屏蔽材料的中子減弱因子材料f水0.892e-0.129t+0.108e-0.091t混凝土e-0.083t鋼e-0.063t鉛e-0.042tt為屏蔽層厚度（厘米）41第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算1.分出截面法在進行屏蔽估算時，如果屏蔽材料中氫原子數(shù)的含量占40%以上，則該屏蔽材料的減弱因子，為在水中的減弱因子f的e指數(shù)上乘以此材料每體積中所含的氫原子數(shù)與每單位體積水中所含原子數(shù)之比。一些屏蔽材料中的含氫量材料化學組成含氫原子數(shù)（原子/厘米3）水H2O6.7×1022石蠟(—CH2—)n8.15×1022聚乙烯(—CH2—CH2—)n8.3×1022聚氯乙烯(—CH2CHCl—)n4.1×1022有機玻璃(C4H8O2)n5.7×1022石膏CaSO4·2H2O3.25×1022高嶺土Al2O3·2SiO2·2H2O2.42×102242第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算1.分出截面法【例題】已知釙-鈹源的中子發(fā)射率為3.53×107中子/秒，如用石蠟屏蔽后，離源0.5米處的中子注量率φ=9×104中子/米2

?秒。求石蠟屏蔽層的厚度？解：已知條件如下：（1）S=3.53×107中子/秒;（2）R=0.5米；（3）En,max＝10.87MeV，

＝4.2MeV；（4）屏蔽材料為石蠟，MA<27，能量下限取作1.5MeV；（5）石蠟為含氫材料，氫含量NH＝8.15×1026原子/厘米3，碳含量NC＝4.07×1026原子/厘米3；（6）查表得碳的微觀分出截面為0.81靶需要的公式有：43第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算1.分出截面法【例題】將中子發(fā)射率為發(fā)射率為5×107中子/秒的镅-鈹源，裝入壁厚為0.25米厚的聚乙烯屏蔽容器中。求離源0.3米處的計量當量率？解：求離源0.3米處的計量當量率，根據(jù)劑量當量率公式：（1）S=5×107中子/秒;（2）R=0.3米；（3）聚乙烯中氫原子含量大于40％，相對水的含氫比為(8.3×1022)/(6.7×1022)＝1.2444第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算2.查圖法劑量減弱系數(shù)fD下圖給出了镅－鈹源與钚－鈹源在水、石蠟等屏蔽材料中的減弱曲線。镅－鈹源中子穿過水、聚乙烯屏蔽層時，劑量減弱系數(shù)fD和屏蔽層厚度的關(guān)系厚度（厘米）半徑（厘米）若干含氫材料對锎-252、钚－鈹及銻－鈹中子源的中子劑量率減弱曲線每單位粒子注量的劑量當量率率45第七章中子的防護解：設(shè)屏蔽后，在P點的容許劑量當量率為2.5×10-2毫西弗/小時，劑量換算因子dH＝3.95×10-14西弗/（中子/米2）;R＝0.5米減弱系數(shù)：由fD～d曲線圖中插圖可得水的屏蔽層厚度d第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算2.查圖法【例題】如圖，安裝一個中子發(fā)射率為發(fā)射率為3.2×107中子/秒的镅-鈹源，P點離源的距離R為0.5米。用查圖法求水的屏蔽層厚度d。水PRd吊繩中子源46第七章中子的防護第二節(jié)同位素中子源的屏蔽二.同位素中子源的屏蔽計算2.查圖法【例題】用水屏蔽中子發(fā)射率為3.2×107中子/秒的钚-