多毛细管中子聚焦透镜仿真模拟及实验研究

为了分析中子波长,透镜几何参数对透镜聚焦性能的影响,利用MATLAB进行仿真建模和编程,根据射线追迹法模拟中子束在透镜中的传输;利用中国散裂中子源提供的0.10~1.18 nm波段多色中子束测试透镜聚焦性能.结果表明,透镜对所测宽波段中子束调控所得焦斑的模拟值562.0μm和实测值549.0μm非常接近,验证了仿真模型和程序的正确性.对实测焦斑数据进行分析得出:该透镜适用于0.20~1.18 nm波段;在适用波段内,焦斑尺寸与波长呈正相关,增益整体呈现先增大后降低的趋势.对通道内径变量系列仿真发现,在保证内外径比为0.8的前提下,降低微通道内径有利于获得具有高倍增益的小焦斑.

中子粉末衍射谱仪束流的椭圆聚焦镜设计

为使中子粉末衍射谱仪满足小样品研究需要,设计了一维椭圆聚焦镜系统并对参数进行了优化,同时对椭圆聚焦镜的相关参数做了较为详细讨论。采用椭圆解析计算和中子追迹程序McStas模拟两种方法,计算了椭圆聚焦镜参数对样品处中子注量率的影响,并以样品处中子注量率最大化为目标给出了优化参数,结果表明,在单色器(椭圆左焦点)到样品(椭圆右焦点)距离为2.7m情况下,采用超镜因子为3、长度为25cm的椭圆聚焦镜,其最佳位置为距离样品560mm处、椭圆长半轴为1 350.016mm,从而可以提高样品处注量率7倍。

中子反射谱仪前端导管优化

基于两种中子反射谱仪设计(A:前端为8.0 m垂直聚焦导管,入口200 mm,出口40 mm;B:前端为1.6+3.4 m水平偏转垂直聚焦导管,入口100 mm,出口50 mm),对其前端偏转/聚焦导管进行了中子束模拟,结果表明:1)在特征波长为0.4 nm的冷中子导管末端,没有必要再次偏转束流以减低本底;2)与建议方案相比,概念设计中的注量下降了52.8%,而水平方向发散度增大了24.1%,垂直方向发散度减小60.7%;3)聚焦导管长度应不低于6.0 m,导管聚焦超镜m值在2.0?2.5最佳,两侧超镜m值对束流几乎无影响,使用中子束高度应不低于150 mm可达到较好的注量率和发散度。