Abstract
利用冷中子源的設置，大部份的中子束應用，將會因此而提高其效率與 靈敏度。目前國內主要之中子源為清華大學水池式反應器，但因受限於中 子通量之不足，許多中子應用皆無法實行，為提升其應用範疇的廣泛性與 靈敏度，裝置冷中子源與中子導引管為最可行之方法。本論文的主旨，即 在探討影響冷中子產率的因素與建立設計冷中子源之計算模式。 近年來 ，MCNP程式已被廣泛的使用在中子與光子之計算。因其具有能量寬廣的龐 大作用截面資料庫與任意的三維空間幾何架構能力，並且能考慮分子能階 對能量交換的影響，因此我們以其作為計算冷中子源之工具。 本研究以 清華大學水池式反應器改善工程中之冷中子源設置為主題，經由MCNP探討 影響冷中子產率之因素。在THOR中裝置冷中子源，低溫緩和劑之最佳放置 位置為W2射束管起始端，最佳材料為甲烷，對於圓柱形向內凹下之最佳形 狀為底部厚度 2.5cm，側面厚度0.75cm，側面長度9.5cm，冷中子增加倍 數為31.48倍。由於從反應器中產生之中子，與環境中物質之吸收截面作 用，使中子能譜硬化。其能譜可表為馬克斯威爾速率分佈加上1/E 分佈之 組合。入射於低溫緩和劑之射源，其熱中子比例越高，可得到較高之冷中 子產率。對裝置冷中子源之反應器而言，因水的吸收截面較大，所以並非 理想的緩和劑。若以重水為此反應器之緩和劑，其冷中子產率將增高許多 。本研究並建立了應用MCNP設計冷中子源之計算模式，可供THOR或其他反 應器在設計冷中子源時之參考。