【摘 要】
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某合金中主要成份为Al、6Li、7Li,其中6Li为重要的核材料,其在合金中的含量直接影响其使用性能.6Li面密度无损检测方法的建立对某合金的后期使用至关重要.Al、6Li、7Li三种不同元素与热中子的反应截面不同,其中Al与热中子的反应截面约为2b、7Li与热中子的反应截面约为7b、6Li与热中子的反应截面约为980b.使用中子射线吸收法对某合金中的6Li面密度进行检测成为可能.本方法涉及的检测
【机 构】
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中核北方核燃料元件有限公司,内蒙古包头014035 北京核仪器厂,北京100023
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某合金中主要成份为Al、6Li、7Li,其中6Li为重要的核材料,其在合金中的含量直接影响其使用性能.6Li面密度无损检测方法的建立对某合金的后期使用至关重要.Al、6Li、7Li三种不同元素与热中子的反应截面不同,其中Al与热中子的反应截面约为2b、7Li与热中子的反应截面约为7b、6Li与热中子的反应截面约为980b.使用中子射线吸收法对某合金中的6Li面密度进行检测成为可能.本方法涉及的检测系统由中子源、屏蔽慢化部分、侧窗式锂玻璃闪烁体探头、BNI1025型线性放大器、BH1324型多道分析器、GNI1047型计数器及相应的高低压电源、专用检测软件等组成.为降低检测成本、选用半衰期较长的Am-Be中子源作为中子射线的发散体.因Am-Be中子源的平均能量约为4.4MeV,6Li与中子的反应截面随着中子能量的降低迅速升高,采用石蜡和聚乙烯对Am-Be中子源进行慢化.对40mm厚石蜡单独慢化、40mm厚石蜡分别叠加8.6mm、17.2mm、25.8mm聚乙烯慢化效果进行实验验证,明确了不同6Li面密度下最佳慢化层厚度.受检测空间的限制、制作了侧窗式锂玻璃闪烁体专用探头,并对探头内部锂玻璃闪烁体类型、厚度进行了实验选择,最终确定了采用4mm厚ST602型锂玻璃闪烁体,其对热中子射线的接收效率达到了95%以上.实验选择了锡纸包裹450倒角光导、日本CR125型光电倍增管并根据输出特性制作了前级放大电路.使探头的检测效率和能量分辨率的到了有效提升.本方法配合6Li面密度标准样、专用检测软件实现对了某合金材料中6Li面密度的自动化无损检测,在6Li面密度32.12mg/cm2时检测灵敏度0.60mg/cm2,达到了设计指标的要求、已应用于生产检测.此检测系统同时还可检测其它类型热中子吸收能力较强的材料的元素面密度.
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