【摘 要】
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恐怖主义活动使许多国家面临着国家安全风险,威胁着一个国家的人民生命安全。使用特殊核材料进行恐怖袭击是恐怖分子的常用手段。探测藏匿的特殊核材料是一个重要问题,对遏制特殊核材料扩散来说尤为重要。由于中子具有很高的穿透性,因此中子探测技术常被用来探测特殊核材料。本研究使用蒙特卡罗模拟的方法基于中子技术对隐藏在常见货物中的特殊核材料进行模拟探测,并设计了一套特殊核材料探测装置。本文第一部分研究内容是探测行
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恐怖主义活动使许多国家面临着国家安全风险,威胁着一个国家的人民生命安全。使用特殊核材料进行恐怖袭击是恐怖分子的常用手段。探测藏匿的特殊核材料是一个重要问题,对遏制特殊核材料扩散来说尤为重要。由于中子具有很高的穿透性,因此中子探测技术常被用来探测特殊核材料。本研究使用蒙特卡罗模拟的方法基于中子技术对隐藏在常见货物中的特殊核材料进行模拟探测,并设计了一套特殊核材料探测装置。本文第一部分研究内容是探测行李箱中的高浓缩铀（Highly Enriched Uranium,HEU）,首先建立一套高浓缩铀探测系统并利用MCNP5进行模拟,将实验结果与模拟结果进行对比。由于无法获取实验用高浓缩铀,选择了铅块作为替代品。从实验结果来看,无法判断行李箱中是否存在铅块,但实验结果与模拟结果变化趋势相似。然后基于MCNP5对行李箱中放置的高浓缩铀进行模拟探测。在模拟中使用了三种方法进行探测并对结果进行对比,结果发现这三种方法存在难以识别高浓缩铀、中子产额低等问题。针对第一部分研究内容发现的问题,第二部分研究内容是设计一套高浓缩铀的探测装置。在探测装置设计过程中,采用蒙特卡罗模拟的方法对装置各部件的材料进行选择,并对参数进行优化,提高了装置的慢化效率。与无慢化措施相比,该装置的热中子通量占比从0.93%增加到47.80%,超热中子通量占比从2.62%增加到11.50%。利用该装置对隐藏在普通货物中的高浓缩铀进行模拟探测,并通过记录中子通量来判断是否存在高浓缩铀。模拟结果表明,该装置能够有效地探测隐藏的高浓缩铀。
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