中子管束流引出模型的建立

为中子管建立准确的数学模型,才能设计适合的控制算法来提升中子发生器产额的稳定性.在对中子管的储存器、离子源、加速极电压以及加速级电流进行大量的分析和测试的基础上,将中子管模型分成束流引出模型和产额输出模型的组合.利用python中sk-learn库内多元多项式回归拟合方法来建立中子管束流引出模型.并以拟合优度R 2对建立的中子管束流引出模型进行评判,发现使用二阶多元多项式的拟合优度R 2评分达到0.9879,为今后高稳定性中子发生器的研制奠定了基础.

二次电子对离子束流品质影响的动态研究

基于粒子云网格的计算方法,建立了具有外电路的加速系统模型,模拟了氘离子束轰击靶面产生二次电子的过程,动态地分析了二次电子的产生对离子加速电压的影响以及对氘离子束束流品质和氘离子束轰击靶面能量的影响。结果表明,当有0.06A的二次电子电流产生时,离子加速电压将会下降45%,从而导致氘离子束束流品质下降,参与氘氚反应的氘离子数减少,相应的氘离子束轰击靶面的能量下降43.8%。

氚钛靶中氚浓度的变化

为研究中子管内钛膜中氚浓度逐渐减少的行为,分别对中子管内钛膜的氘氚置换反应与高温释氚两种行为进行深入研究。对局部混合模型下的氘氚置换方程进行修正添加了氘氚扩散项,采用有限元分析软件对氘氚置换方程进行数值解分析,并与未修正的氘氚置换方程进行分析比较。同时通过高温释氚实验,对不同温度下的氚钛膜释氚量进行研究。结果表明:未修正与修正后的氘氚置换反应氚浓度都会随着氘束流注入逐渐减少,修正后的方程的平均氚浓度减少比较快,300 h后趋于稳定;未修正的平均氚浓度减少比较慢,200 h趋于稳定。高温释氚实验表明,氚钛膜温度升高会引起钛膜内的氚释放,温度高于180℃氚的释放会急剧增加。可见添加氘氚扩散项对钛膜中氚浓度影响很大,修正后氘氚置换方程更符合实际氚浓度分布;高温释氚也会影响钛膜中氚浓度,温度控制在180℃以内对氚浓度影响不明显。