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Detection of special nuclear materials using prompt gamma-rays from fast and slow neutron-induced fission.

机译：利用快中子引起的裂变和慢中子产生的瞬发伽马射线探测特殊核材料。

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摘要

A complete system has been simulated using experimentally obtained input parameters for the detection of special nuclear materials (SNM). A variation of the associated particle imaging (API) technique, referred to as reverse associated particle imaging detection (RAPID), has been developed in the context of detecting 5-kg spherical samples of U-235 in cargo containers uniformly filled with wood (low-Z) or iron (high-Z) at densities ranging from 0.1 g/cm3 to 0.4 g/cm3, the maximal density for a uniformly fully loaded 40-ft standard cargo container. In addition, samples were located at the center of a given container to study worst-case scenarios.;The RAPID technique allows for the interrogation of containers at neutron production rates between 1x108 neutrons/s and 4x108 neutrons/s, depending on cargo material and density. These rates are low enough to prevent transmutation of materials in cargo and radiation safety hazards are limited.;The merit of performance for the system is the time to detect the threat material with 95% probability of detection and 10-4 false positive rate per interrogated voxel of cargo. The detection of 5-kg of U-235 was chosen because this quantity of material is near the lower limit of the amount of special nuclear material that might be used in a nuclear weapon. This is in contrast to the 25-kg suggested sensitivity proposed by the International Atomic Energy Agency (IAEA).
机译：已使用实验获得的用于检测特殊核材料（SNM）的输入参数模拟了一个完整的系统。在检测均匀装满木材的货物集装箱中U-235的5千克球形样品的背景下，开发了相关粒子成像（API）技术的一种变体，称为反向关联粒子成像检测（RAPID）。 -Z）或铁（高Z），密度范围为0.1 g / cm3至0.4 g / cm3，这是一个均匀满载的40英尺标准货物集装箱的最大密度。此外，样品位于给定容器的中心以研究最坏情况。RAPID技术允许以中子生产率在1x108中子/ s和4x108中子/ s之间的方式询问容器，具体取决于货物材料和密度。这些速率足够低，以防止货物中的物质发生and变，并且辐射安全隐患也受到限制。该系统的性能优点是可以以95％的检测概率和10-4的假阳性率检测威胁物质货物的体素。之所以选择检测5千克U-235，是因为这种材料的数量接近核武器可能使用的特殊核材料数量的下限。这与国际原子能机构（IAEA）提出的建议的25千克敏感度相反。

著录项

  • 作者

    Kane, Steven Ze.;

  • 作者单位

    Purdue University.;

  • 授予单位 Purdue University.;
  • 学科 Physics General.;Physics Radiation.;Physics Nuclear.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2010
  • 页码 170 p.
  • 总页数 170
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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