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遗传算法在中子-γ混合辐射场屏蔽材料优化设计中的应用

韩文敏, 戴耀东, 姚初清, 田家祥, 蒋丹枫, 周一帆

计算物理 2024, 41 (3): 357-366. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8714

摘要（159）

HTML （3）

PDF （8011KB）（548）

针对中子-γ混合辐射场, 对屏蔽材料中的金属氧化物填料组分进行优化, 通过蒙特卡罗程序模拟获得WO₃/Bi₂O₃/Gd₂O₃/B₄C混合填料对低能中子与不同能量γ射线的综合屏蔽性能, 采用遗传算法和神经网络寻找填料组分的最优配比。通过对总剂量当量的计算和优化, 发现不同辐射环境下最优配比是不同的, 在中子(热中子麦氏分布能谱)通量与γ射线(0.5~3 MeV)通量相同时, 当添加屏蔽填料总质量一定, Bi₂O₃与B₄C质量比为9:1的混合填料综合屏蔽性能达到最优。将几种混合辐射环境下得到的最优解代入蒙特卡罗程序验证, 误差在可接受范围内, 表明该屏蔽填料组分的优化设计是可行的, 节省计算时间, 为屏蔽材料的设计和制备提供了理论依据。

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反应堆²³⁵U裂变源辐射防护材料的优化设计

杨师俨, 何曼丽, 蒋丹枫, 王国辉, 苑超, 戴耀东

计算物理 2017, 34 (1): 73-81.

摘要（590）

HTML （7）

PDF （3677KB）（1441）

以热中子反应堆²³⁵U裂变源为辐射源，利用MCNP程序对其能谱进行模拟并研究其辐射防护，结果表明对²³⁵U裂变源所发射的能量高于3MeV的瞬发中子，重金属具有良好的屏蔽效果，而对于能量低于1MeV的中子，轻氢材料的防护效果更好；W/LiH，W/B₄C，TiH₂/W三种复合材料当质量比满足：W：LiH=19：1，W：B₄C=9：1，W：TiH₂=3：1时材料的屏蔽效果最佳；通过遗传算法结合MCNP模拟，得到W/TiH₂/B₄C，TiH₂/Cu/Gd，TiH₂/B₄C/Gd三种复合材料的最优组分配比，源每次裂变产生的粒子穿过这三种材料后在等效组织中造成的剂量当量率（10^-11Sv·h^-1）与材料厚度呈指数下降关系，三种材料分别可近似为1.071exp（-0.187 8x），1.077exp（-0.166 2x）和1.608exp（-0.171 9x），x为材料厚度（cm）.

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