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作者：姜泉旭;韩正;林兴洋;杨尚晖;代雨奇;张天骄;陈田;马宝龙;王盛;
单位：西安交通大学核科学与技术学院;西安交通大学湖州中子科学实验室;华硼中子科技(杭州)有限公司;
摘要：为获得适用于硼中子俘获治疗中子探测器性能验证的超热中子场，利用蒙特卡罗模拟和多目标优化算法，设计了基于氘氘中子源的束流整形体。首先，通过Geant4程序计算，确定了能量为200 keV氘离子轰击氘钛靶的中子源项特性；其次，以超热中子通量最大化、快中子污染和热中子占比最小化为优化目标，结合MCNP6程序和遗传算法对基于氘氘中子源的束流整形体进行多目标优化；最后，采用三维水箱评价了束流的分布特性。研究结果表明：优化后的超热中子通量达2.65×10~6/(cm~2·s),快中子污染降至5.5×10~(-13) Gy·cm~2,热中子占比为0.013 4,均优于预期指标；束流整形体出口的中子场在空间分布上具有良好的对称性和指向性。该研究为探测器研制与标定提供了可靠的实验条件，同时也为硼中子俘获治疗装置的小型化设计提供了思路。
关键词：氘氘中子源;;蒙特卡罗模拟;;遗传算法;;超热中子场;;束流整形体
基金资助：国家自然科学基金资助项目(12375159,12105214);; 国家重点研发计划资助项目(2023YFA1008600)
