高功率激光装置中子飞行时间谱仪抗辐射本质安全设计

本文阐述了高功率激光装置上中子飞行时间谱仪的抗辐射本质安全设计。高功率激光装置实验测试中会产生强烈的电磁辐射,对各种测量仪器带来严重的干扰甚至损伤。本文针对高功率激光装置电磁辐射环境,对中子飞行时间谱仪进行了抗辐射本质安全设计,通过结构设计、空间排布以及屏蔽材料设计等方面的优化,增强了中子飞行时间谱仪的抗电磁辐射和电离辐射干扰的能力,提升了设备运行的稳定性与可靠性。

不同体积聚乙烯样品泄漏中子飞行时间谱测量与模拟研究

采用T(d,n)~4 He脉冲中子源和中子飞行时间法测量了3种不同尺寸聚乙烯样品在60°方向的泄漏中子飞行时间谱。通过3种模拟模型(点探测器简化模型、点探测器复杂模型和环探测器复杂模型),应用MCNP程序分别模拟得到了泄漏中子飞行时间谱,并与实验数据进行比较。结果显示:对于小体积样品(?13cm×6cm),3种模型的模拟数据和实验结果在n-p散射峰符合均很好;对于大体积样品(30cm×30cm×6cm,40cm×40cm×6cm),采用环探测器复杂模型的计算结果更加接近实验值。该研究工作为将来开展大体积样品基准检验奠定了基础。

基于中子飞行时间法的ICF内爆热斑离子温度诊断技术

在惯性约束聚变研究中,内爆热斑离子温度反映了热斑能量的高低,对内爆对称性和内爆速度等物理量十分敏感,是理解内爆物理过程不可或缺的重要参数。介绍了一种基于中子飞行时间法的ICF内爆热斑离子温度诊断技术。建立了一种采用塑料闪烁探测器作为中子测量器件的快时间响应中子飞行时间谱仪。谱仪输出时间波形的半高全宽小于1.1ns,上升时间约为0.5ns。描述了基于反卷积运算和低通滤波的飞行时间谱解谱方法。在神光Ⅲ原型装置较低的中子产额和离子温度条件下通过这种诊断技术成功获得了内爆热斑离子温度。

测量几何条件对外中子源激励铀产生的中子和γ飞行时间谱的影响分析

为确定主动法外中子源激励铀材料时中子、γ飞行时间谱的实验测量条件,基于Geant4数值模拟平台建立了D-D外中子源激励铀材料后中子、γ飞行时间谱的计算模型,计算了探测器表面距铀材料中心不同距离下的中子、γ飞行时间透射谱及飞行时间关联符合谱,分析讨论了D-D外中子源激励铀材料时,探测距离、探测时间及探测器角度等因素对中子、γ飞行时间谱的影响。模拟结果表明,实验中样品与中子源之间的距离应小于10 cm,用于记录中子、γ飞行时间透射谱的探测器表面与铀样品几何中心间的距离应控制在80 cm左右,用于探测中子、γ飞行时间关联符合谱的探测器表面与铀样品几何中心间的距离应控制在30 cm左右,且探测器应置于与束流方向成53°夹角的方向上。

MC法模拟不同中子源激励铀材料中子和γ飞行时间谱

为探索中子源激励探测铀材料应用技术,基于Geant4平台建立了中子源激励铀材料模拟中子和γ飞行时间谱的数学模型,模拟计算了利用不同中子源激励铀材料、使用不同探测器计数的中子和γ飞行时间谱,结果与已有相应实验谱特征相符。模拟结果表明:D-D和^(252)Cf源激励得到的中子和γ飞行时间谱有明显差异;在相同激励源和测量几何条件下,使用液体闪烁体探测器和塑料闪烁体探测器记录到的中子和γ飞行时间谱基本相同。本文结果可为外中子源激励探测铀材料技术研究提供参考。

^(238)U裂变电离室测量25.5MeV中子注量率

在飞行时间谱仪测量中子能谱的基础上,利用238U裂变电离室测量了中国原子能科学研究院HI-13串列加速器产生的25.5 MeV中子注量率。为验证该裂变电离室测量快中子注量率的可靠性,在中国原子能科学研究院5SDH-2串列加速器上,利用该电离室和伴随α粒子装置同时测量14.8 MeV中子注量率,结果在不确定度范围内一致。

EAST托卡马克装置上TOF谱仪屏蔽体设计的模拟计算

采用中子飞行时间谱仪测量EAST装置上的中子能谱时,对于散射量的屏蔽是能否得到有效数据的关键。本文利用三维蒙特卡罗输运程序,通过对EAST托卡马克装置的细致建模,对大厅环境的散射量进行了模拟计算,在考虑了各散射体贡献的基础上,采用叠代计算的方法,提出了满足双晶TOF谱仪屏蔽体的优化设计方案,为后续EAST装置上TOF的有效运行提供了关键技术支持。

一种用于中子探测高灵敏度扫描变像管

设计一种用于中子探测的高灵敏度扫描变像管.其特点是:不设置狭缝,将大面积光电阴极(30mm)所发射的电子束聚焦成小束斑(1mm)直接进行扫描,再经内置MCP(microchannelplate)电子倍增,使扫描变像管的探测灵敏度得到大幅度提高,可探测中子产额为5×107条件下的激光惯性约束聚变(ICF)中子飞行时间谱,扫描变像管时间分辨率可达约55ps.

新的HRMECS谱仪数据分析处理工具

介绍了一个新的中子飞行时间斩波器谱仪HRMECS的数据处理工具JavaCAP。JavaCAP充分利用了Java语言的平台独立性和因特网适用性两个独特的优点 ,以及面向对象的编程手段 ,克服了原有FORTRAN版的局限性 ,重新开发了一系列新的功能。目前 ,JavaCAP已纳入ISAW (integratedspectralanalysisworkbench)中 ,成为ISAW第一个具有数据处理功能的工具软件包。

14MeV伴随粒子中子束的模拟计算

本文用蒙特卡罗方法模拟了T(d,n)α源伴随粒子中子束的能最、空间和飞行时间分布,所得结果与实验数据很好符合.

中子与~9Be和^(6,7)Li反应的次级中子发射谱实验研究(英文)

测量了8．17MeV与10．27MeV中子与9Be和6,7Li作用的次级中子双微分截面．对于10．27MeV,为了消除从D(d,np)破裂反应来的源破裂中子对双微分截面测量结果的影响,采用了常规多探测器快中子飞行时间谱仪和非常规多探测器快中子飞行时间谱仪相结合的办法．用Monte-Carlo方法对实验测量得到的飞行时间谱进行了详细的模拟,通过测量谱与模拟谱的比较,得到了实验测量的次级中子双微分截面．实验测量结果以n-p(常规谱仪)和n-C(非常规谱仪)弹性散射微分截面作为归一．测量结果与评价数据以及其他测量数据进行了比较．用一个基于Hauser-Feshbach和激子模型的轻核核反应理论模型对6,7Li的次级中子双微分截面进行了计算,理论计算结果与实验结果符合得较好．

一种测量次级中子能谱的新方法

采用双飞行时间法创建了一台非常规快中子飞行时间谱仪 ,排除了用D(d ,n) 3 He中子源测量 8— 13MeV能区次级中子双微分截面时源中破裂中子群对次级中子能谱测量的干扰 .结合常规快中子飞行时间谱仪的测量 ,实现了用D(d ,n) 3 He中子源开展 8— 13MeV中子能区次级中子双微分截面的测量 .

8.19MeV中子与~9Be作用的次级中子双微分截面测量

用中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上的多探测器快中子飞行时间谱仪,测量了8.19 MeV中子与9Be作用时,从20°到160°区间26个角度的次级中子双微分截面。测量截面以n-p散射截面作为标准进行归一。实验结果用Monte-Carlo方法进行了中子注量率衰减、多次散射和有限几何修正,并用MCNP-4C程序对所用的Monte-Carlo程序进行了验证。测量结果与评价数据以及其它实验室的数据进行了比较。

ADS相关核数据实验研究进展

本文简要介绍了中国科学院近代物理研究所ADS相关核数据实验研究进展.基于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)搭建了核数据实验测量终端,建立中子飞行时间谱仪、轻带电粒子谱仪和水浴活化等实验装置,并开展了一系列ADS关键材料的核数据实验研究,包括400 MeV/u 16O离子束轰击钨靶和铅靶的实验,296 MeV氘束轰击铅靶和厚铍靶的实验,以及250 MeV质子轰击厚钨靶和厚铅靶的水浴活化实验.实验测量主要研究了ADS散裂反应相关的中子产额、能谱、双微分截面等数据.另一方面,基于中国原子能科学研究院核数据重点实验室的中子积分实验装置,开展了ADS靶堆耦合相关材料镓、石墨、碳化硅、钨、铀等样品的积分实验,检验了ENDF/B-VII.1,CENDL-3.1,JENDL-4.0,JEFF-3.2及TENDL-2015等数据库中相关材料的中子评价数据.