布达佩斯研究堆中计算中子个人剂量学的创新应用与验证

针对传统中子个人剂量计在非均匀辐射场中测量不准确、佩戴不规范等问题，研究人员在布达佩斯研究堆（BRR）开展计算中子剂量学研究，结合DIAMON中子谱仪和运动追踪系统，实现了基于实时剂量率映射的工人剂量估算。结果表明，该方法在稳定辐射场中可替代物理剂量计，为复杂中子场中的剂量评估提供新思路。

　　

在核设施工作环境中，中子辐射的精确剂量评估一直是辐射防护领域的难题。传统个人剂量计（如中子剂量计）因单点测量局限、佩戴不规范及能量/角度响应差等问题，可能导致H_p
(10)（个人剂量当量）测量偏差高达0.01至10倍。尤其在布达佩斯研究堆（BRR）这类复杂中子场中，辐射场的空间异质性和能谱多样性进一步加剧了剂量评估的挑战。为此，研究人员提出了一种创新的计算中子剂量学方法，通过结合实时中子场表征与工人运动追踪技术，为职业辐射防护提供了更精准的解决方案。

研究团队利用DIAMON（方向敏感各向同性主动中子监测仪）中子谱仪和Berthold LB6411环境监测仪，快速构建了BRR的H^?
(10)（环境剂量当量率）空间分布图，并同步采用摄像头运动追踪系统记录工人位置变化。通过整合剂量率地图与运动轨迹数据，实现了动态累积剂量计算。该方法的关键在于：1）DIAMON提供中子能谱（热中子至5 GeV）和方向信息；2）运动追踪系统克服传统剂量计的空间局限性；3）以反应堆功率或参考剂量计标定场强变化。

研究结果

1. 坐标系统与实验场景：通过对齐反应堆与相机坐标系，建立了X-Z水平面和Y垂直轴的测量框架，确保空间映射一致性。
2. 中子能谱特征：BRR不同区域的中子能谱差异显著，堆芯以超热/快中子为主，而反应堆平台呈现热中子主导，验证了剂量率空间异质性。
3. 剂量计算验证：在无障碍物条件下，运动追踪精度满足剂量计算需求，且DIAMON与LB6411的H^?
   (10)测量结果具有可比性。

结论与意义
该研究首次在真实中子工作场（BRR）中实现了计算剂量学的全流程应用，证明其可替代传统物理剂量计，尤其在稳定或可标定辐射场中优势显著。DIAMON的方向敏感数据进一步支持H_p
(10)或有效剂量的精确推算。这一成果为核设施职业防护提供了新范式，未来可通过优化障碍物干扰下的追踪算法，拓展至更复杂场景。论文发表于《Radiation Measurements》，为辐射剂量学领域的技术革新提供了重要案例。