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利用MCNPX代码评估碱土金属磷酸盐玻璃的屏蔽参数

DOI：10.1016/j.rinp.2018.11.054 期刊：Results in Physics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 对化学组成为16XO–3Al2O3–6CuO–20Na2O–55P2O5（其中X=Sr、Ca、Mg和Ba摩尔%）的玻璃体系进行了研究，以评估其作为γ射线屏蔽材料的潜在用途。采用MCNPX程序和XCOM软件，在0.015-10 MeV不同光子能量下计算了质量衰减系数(μ/ρ)、有效原子序数(Zeff)、半值层(HVL)和平均自由程(MFP)等不同屏蔽参数。所得数据表明，XCOM与MCNPX程序(2.6.0版)计算得出的μ/ρ值具有良好的一致性。研究发现，掺杂BaO的磷酸盐玻璃的质量衰减系数高于其他碱土金属元素掺杂玻璃，而MgO的衰减系数最低。这表明在所研究的玻璃样品中，掺杂BaO的磷酸盐玻璃是最佳的γ射线衰减材料。从平均自由程(MFP)的角度比较了所研究玻璃与部分商用玻璃及不同混凝土样品的γ射线屏蔽性能。
作者： O. Agar，Z.Y. Khattari，M.I. Sayyed，H.O. Tekin，S. Al-Omari，M. Maghrabi，M.H.M. Zaid，I.V. Kityk
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过XCOM软件计算16XO–3Al2O3–6CuO–20Na2O–55P2O5玻璃体系（其中X=Sr、Ca、Mg和Ba摩尔百分比）在0.015-10 MeV宽能区范围内的光子屏蔽特性，并比较所研究玻璃与文献报道的不同混凝土材料在平均自由程方面的辐射屏蔽能力。

研究成果

采用XCOM软件和MCNPX程序研究了16XO–3Al2O3–6CuO–20Na2O–55P2O5（其中X=Sr、Ca、Mg和Ba，摩尔百分比）玻璃的μ/ρ值。所得μ/ρ结果相互吻合良好。数据显示，掺杂BaO的磷酸盐玻璃的μ/ρ和Zeff高于其他碱土金属元素掺杂的玻璃。所研究玻璃的MFP值低于RS253、RS253-G18玻璃以及普通和赤铁矿-蛇纹石混凝土。因此，这些玻璃比其他现有商用玻璃和混凝土样品具有更好的屏蔽性能。

研究不足

该研究聚焦于特定玻璃组合物的伽马射线屏蔽性能，并将其与商用玻璃及混凝土样品进行对比。研究局限性包括特定的能量范围（0.015-10 MeV）以及所研究的玻璃组合物类型。

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