核电厂堆用235U裂变电离室性能影响因素模拟研究

作者：李群; 褚胜男; 黄磊; 赵东; 夏斌元

来源：核电子学与探测技术, 2021, 41(03): 443-448.

• 235U裂变电离室" name="keyword">235U裂变电离室
• Geant4
• 235U镀层厚度" name="keyword">235U镀层厚度
• 拉曼光谱

为了研制性能更加优异的核电厂堆用235 U裂变电离室,利用Geant4模拟软件研究了电离室外壳材料、235 U镀层厚度、235 U丰度及电极间距等参数对电离室性能的影响,并对235 U镀层样品进行了拉曼光谱分析。模拟结果表明:(1)1 mm厚的钛金属可作为堆用裂变电离室外壳;(2)235 U镀层最佳厚度约为3μm,镀层厚度的影响机制与“自吸收层”和“出射层”有关;(3)235 U丰度变化仅影响电离室探测效率,最佳镀层厚度不变;(4)当可电离气体压强分别为0.1 MPa和0.4 MPa时,电极间距分别大于等于6 mm和3 mm即可区分U原子衰变产生的α粒子信号。拉曼光谱分析结果表明镀层成分主要为U3O8,与所建模型一致,保证了模拟结果的可靠性。

• 单位
  中国工程物理研究院材料研究所