聚变中子源气态靶源强模拟研究

气态靶是提高聚变中子源源强的重要技术路线。由于束流的热效应及靶气体循环流动,运行工况下靶气体处于动态平衡状态,将对D^(+)离子在气态靶中的射程及中子源强分布产生影响,有必要开展更精确的仿真模拟研究。本文通过蒙特卡罗粒子输运耦合流体力学计算方法,结合反应截面数据,实现气态靶聚变中子源的源强及其空间分布模拟计算。利用现有实验数据对计算方法进行验证,发现新方法总源强计算结果与实验测量数据的相对偏差仅5.9%,中子源强分布与实验探测数据符合很好。在此基础上,基于正在研制的强流聚变中子源科学装置(HINEG)无窗气态靶设计方案及加速器运行参数,进行了气态靶源强模拟,计算得到了不同束流能量下中子源强及其分布数据,其中最高源强指标可达3.60×10^(13) s^(-1)。