应力测量中子衍射谱仪聚焦单色器的模拟

为提高样品处入射中子束强度,满足高分辨和小体积标样测量的需要,应用MCSTAS软件对中国先进研究堆上应力测量中子衍射谱仪的核心部件垂直聚焦单色器进行模拟和优化设计,得到了单色器在不同起飞角下的最佳聚焦条件,即所需的曲率半径和相邻单晶条之间的最佳倾角。在此条件下,可获得相对于平板单色器6～7倍的强度增益,样品处中子注量率达107cm^-2·s^-1以上。在使用聚焦单色器的情形下,对标准的α-Fe多晶样品在无应变、拉应变和压应变下的（211）衍射峰进行了模拟。结果表明：该谱仪的分辨水平至少能测量500με以上的应变,且应变测量最高精度约为20με。

斩盘产生的中子脉冲特性

为更好地设计转盘式中子斩波器,建立了单斩盘和异向旋转双斩盘的结构模型。采用国际上常用的Mcstas模拟计算软件,分别对单斩盘和异向双斩盘产生的中子束流脉冲的形成特性进行了模拟计算,获得了相关物理参数对斩盘产生中子束流脉冲的影响曲线,讨论了单斩盘与双斩盘脉冲形成的束流特性的差别与优缺点。分别对单斩盘和异向旋转双斩盘模型产生的中子束流脉冲可能产生的误差进行了理论分析,讨论了各客观物理因素对误差的影响。结果表明,考虑实际应用条件,在特定物理参数下,异向旋转双斩盘的第二斩盘窗口宽度应在不超过34 mm的范围内综合选择。计算结果可用于中子斩波器的理论设计及其相关物理参数的选择。

水平散射几何中子反射谱仪的三盘斩波器设计

为提高水平散射几何中子反射谱仪分辨,希望谱仪前端的中子斩波器能斩出脉冲强度大水平发散度较小的中子脉冲束流,采用新设计的三斩盘斩波器模型,运用Mcstas程序软件考察了不同物理参数下三盘斩波器的中子斩波特性。获得了特定物理条件下相关物理参数对束流强度和发散度的影响关系曲线。计算结果可为水平散射几何中子反射谱仪中三盘斩波器的设计及物理参数的选择提供理论依据。

盘间距可调斩波器设计及模拟

不同实验样品精度需求对中子反射谱仪的分辨要求不同。为实现反射谱仪中的中子斩波器的斩波特性可调,斩波器设计采用四斩盘结构。设计原理主要是变换使用第三和第四斩盘,利用第三盘和第四盘与第二盘间距的不同,结合斩盘转速的调节,实现斩波特性可调。运用Mcstas程序软件模拟计算,获得客观物理条件下相关物理参数对脉冲注量率及脉冲水平发散度的影响曲线。计算结果可为水平散射几何中子反射谱仪中四盘斩波器的理论设计及相关物理参数的选择提供理论参考。

中子斩盘斩束效果的模拟计算

转盘式中子斩波器广泛地应用于飞行时间模式中子散射谱仪上,斩盘斩出的脉冲束流特性直接影响着谱仪性能。为更好地进行转盘式中子斩波器的设计,采用Mcstas程序软件,分别对单盘和双盘的中子斩波特性进行了模拟计算。获得了相关物理参数对脉冲注量率和发散度的影响关系曲线。通过理论计算可以了解相关物理参数对斩波特性的影响,计算结果可为斩波器的理论设计以及相关物理参数的优化选择提供理论参考。

冷中子三轴谱仪的整体配置和主要部件的参数设计

从冷中子导管系统的实际情况出发,以程序模拟为主要手段,通过计算和分析得到最重要的设计参数:可用中子波长范围、样品处束流强度和能量分辨率。在这些参数的基础上,结合实际给出了谱仪的整体配置以及主要部件的部分参数,如能量和动量转移范围、单色器和分析器的起飞角范围和嵌镶角、样品台散射角、准直器的准直度及本底和剂量要求等。