人类受到核设施的电离辐射被广泛关注,在国防工业等非堆类核设施的电离辐射防护中,由于钚的特殊用途及极毒放射性危害,对其防护研究尤为重视。钚的内照射防护受工艺限制相对薄弱,故内照射危害防护与监测是辐射防护工作的重点。钚是易裂变物质,一旦发生临界事故,对工作人员与公众的辐射损伤非常严重,故核临界安全是核设施安全运行的重点工作。本论文采用双道补偿技术,研制了一套钚气溶胶快速测量装置,在氡浓度为15.4Bq/m3～43.1Bq/m3(钍射气浓度为1.54Bq/m3～4.31Bq/m3)条件下,置信度为95%时,探测下限为0.072Bq/m3,满足了钚气溶胶快速监测的指标(DAC-h)要求,能及时判断出钚气溶胶浓度是否超标,实现了事故状态下的快速监测,达到了辐射防护的要求。本论文筛选了铀、钚核系统临界基准实验,对CHMCK程序和MCNP程序进行了验证。实验测量了球形钚样品、圆柱形钚样品以及石墨反射条件下圆柱形钚样品的核反应性,与理论计算结果进行了比较。在常见的深次临界核系统状态下,理论计算结果与实验测量是一致的,均可用于核临界安全分析与评价。随着钚单体核系统的临界反应性增加,实验结果与理论计算结果的一致性提高,且理论计算的偏安全性更加明显,符合核临界安全评价要求。本论文利用MCNP程序计算了常见中子屏蔽材料对钚中子源能谱、吸收率等的影响。实验研究了含硼聚乙烯与聚乙烯加镉防护层对中子和Y射线屏蔽效果,表明防护容器中聚乙烯厚度大于6cm时,核系统达到全水反射状态,防护容器可以消除多体之间的中子影响。综合材料的中子吸收性能、可加工性及产品退役处理等因素,防护容器选择聚乙烯加镉作为填充材料,可有效吸收钚材料的中子,消除阵列核系统多体之间的相互影响,实现易裂变材料的无间距存放。实验证明防护容器内层选择镉、外层选择不锈钢,在屏蔽钚材料Y射线的同时,外层的不锈钢能吸收镉片产生的特征x射线,有利于产品安全和人员防护。