膨胀管可捞底堵的研制与仿真

针对膨胀管底堵处理的问题,研制了可捞底堵,具有普通底堵的封压效果,同时节约了底堵的磨铣工序,只需下打捞矛将底堵捞出井筒即可,且锥形底堵对膨胀管有二次膨胀整形的作用。对分瓣爪进行了理论强度分析,并对其工况进行了有限元仿真分析和优化。

远场涡流套管检测的仿真研究

国内的远场涡流技术(RFEC)研究还处在理论分析阶段,对套损形式的远场涡流电磁仿真还不完善。为此,以二维轴对称远场涡流模型为例进行分析,在利用数学模型推导出电磁场分布规律的基础上,应用有限元仿真得到信号与管壁厚度变化的关系曲线。分析了磁感应强度幅值对数和相位滞后角沿轴向距离的变化曲线、感应电压幅值对数和相位滞后角沿轴向距离的变化曲线以及管壁厚度与感应电压相位滞后角的关系曲线。结果表明,远场区检测线圈感应电压相位滞后角与管壁厚度成线性关系,为远场涡流无损检测信号分析提供了理论依据。

CSNS中子斩波器研制和应用

中国散裂中子源(CSNS)作为我国中子散射研究的大科学平台,是我国“十二五”期间重点建设的国家大科学装置,包括20台各具特色的飞行时间型中子散射谱仪。中子斩波器是从时间尺度上对束流调控的中子光学器件,属于中子散射谱仪不可缺少的关键设备,主要起到选择所需波段范围中子、提高信噪比的作用。CSNS对中子斩波器需求量大(约73台),有定期运行维护的需求。为突破关键设备依赖进口、受制于人的局面,确保大科学工程建设成功,CSNS于2007年开始组建中子斩波器研制团队,攻克了中子斩波器各项关键技术。带宽限制斩波器、T0斩波器和费米斩波器先后研制成功,实现了国产化,具有自主知识产权,并已大批量应用于散裂中子源一期工程(9台),散裂中子源合作谱仪项目(27台),即将应用于散裂中子源二期工程(约37台),为CSNS的顺利建成提供了重要保障,不仅在中国散裂中子源工程中得到了广泛的应用,还可以拓展推广应用于同步辐射光源(X射线斩波器)工程、高速旋转机械设备等领域。

CSNS费米斩波器样机中子狭缝包设计

费米斩波器是中子非弹性散射谱仪上对中子束流进行单色化的关键设备,其性能影响谱仪的分辨率和计数率。费米斩波器的核心部件是由中子吸收材料和透明材料层叠而成的中子狭缝包,通过狭缝包的高速旋转选出多个单一波长的脉冲中子。中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)正在研制费米斩波器样机,基于样机研制要求设计了三种典型的狭缝包,通过使用McStas软件,模拟验证了设计方案的可行性。模拟结果表明:1)在0.02~0.50 nm的波长范围调整三种狭缝包的转速能够实现2%~10%的分辨率,中子衰减率和狭缝包透射率均能满足要求;2)三种狭缝包在600 Hz工作频率下的最佳入射波长各为0.165 nm、0.040 nm、0.023 nm,分别用于不同的工作波长范围;3)在分辨率较好的长波段,狭缝包可降速使用以提高中子通过率。该研究为CSNS费米斩波器的样机研制提供了物理参数,为下一步的样机狭缝包性能测试,以及非弹性散射谱仪费米斩波器中子狭缝包的设计提供了参考依据。

CSNS带宽限制中子斩波器系统的设计方法

带宽限制中子斩波器是中国散裂中子源上飞行时间中子散射谱仪不可缺少的关键设备之一,谱仪获得的中子能谱波段范围由带宽斩波器决定,其主要原理是通过转盘的机械式阻挡来对中子束流进行斩波,选择到达样品的中子波长范围,从而起到降低背底、提高信噪比的作用。本文介绍了带宽限制中子斩波器的基本原理及其设计要求,重点阐述了带宽限制中子斩波器系统的设计方法,提出了斩波器系统配置布局的基本原则,并给出了带宽斩波器各物理参数的计算公式。带宽斩波器的配置数量应满足谱仪背底要求,去除背底的斩波器应放置在束线前端并使谱仪所需波段的中子无损失通过,带宽选取的斩波器则尽可能放置在束线后端。另外,满足同相位、同转速、同开口角和转动方向相反等条件的双盘斩波器可以在一定程度上提高中子通量。本文的工作可为中国散裂中子源二十台中子散射谱仪斩波器系统的物理设计提供指导和参考。

热电材料与非弹性中子散射技术

热电材料的电输运与热输运性能受各种微观散射机制影响与调制.大部分微观散射机制与物质的晶格热振动直接或间接相关.作为研究晶格动力学的一种有效手段,中子散射技术在热电材料的研究中起着重要的作用,可以揭示材料中复杂的微观物理图像,如电子-声子耦合、无序晶格热振动等.国内非弹性中子散射谱仪的建设,将助力高性能热电材料的研究与发展.