135°伴随粒子法D-T中子产额测量研究

研究了伴随粒子法D-T中子产额测量的各向异性修正因子的计算方法,计算给出了D束流能量20～600 keV范围135°随粒子法中子产额测量的各向异性修正因子数据,数据的不确定度约为1.4%。在兰州大学Z-300强流中子发生器上建立了135°伴随粒子测量法中子产额测量系统,并进行了实验测试,结果显示,在较长的测量距离下,α粒子多道幅度谱清晰,快中子与Si探测器反应产生的带电粒子的影响可忽略,D-T中子产额测量的不确定度不大于2%。

含表面层的厚靶D-T中子产额计算

本文给出一种含表面层氚钛靶D-T反应中子产额的计算方法,并开发了相应的数值计算程序。以氧化层为TiO2为例,定量计算了D核在TiO2中的深度分布统计及透过率、200keV的D核穿过不同厚度TiO2的能量分布函数、D核入射含不同厚度氧化层TiT1.0的D-T中子产额和不同能量D核入射固定厚度氧化层TiT1.0的D-T中子产额。结果显示,中子产额随氧化层厚度的增加而减小,对于200keV的D核入射到含TiO2氧化层的TiT1.0厚靶,当TiO2厚度为0.1μm时,损失约10%的中子产额,厚度为0.2μm时,损失约20%的中子产额。本方法可推广到其他类型表面层(如污染层、保护层等)的中子产额计算,可用于中子发生器用靶的结构设计和中子产额评估。

基于固体靶的D-T和D-D中子源特性模拟计算

基于氚(氘)钛固体靶,利用TARGET程序结合实际的氚(氘)靶和靶室建模,对D-T中子和D-D中子的能量和微分截面角分布、氘离子能量损失率和平均能量、中子平均能量和能散、反应率在氚(氘)钛靶中的深度分布、中子注量率谱和中子产额进行了计算,获得了D-T和D-D中子的相关特性参数。计算结果可为在其他蒙特卡罗模型中精确描述各项异性中子源提供数据,对中子能量单色性和中子产额等指标的选择提供了参考数据。

离子源及厚靶参数对氘氚反应中子源中子产额的影响

用厚靶氘氚(D-T)反应中子产额的计算方法模拟计算了入射氘离子能量为120 keV时D-T中子源的中子产额。研究了氘离子源产生的束流中单原子氘离子(D+)及双原子氘离子(D2+)比例对中子产额的影响。结果表明,提高D+比例,同时降低D2+比例将有效提高中子产额。另外还研究了不同靶膜材料及组分引起的中子产额变化。表明中子产额与靶膜中氚的含量成正比,与靶膜元素的原子质量成反比。同时分析讨论了离子源品质及靶参数对中子源整体性能的影响,得出离子源束流品质的提高对中子源整体的设计至关重要。最后,模拟计算了靶膜表面有氧化层情况下中子产额的变化,并与实验结果作了对比。在此基础上提出了一种新的靶设计方案,并对其物理可行性进行了研究。