快中子临界装置大厅辐射屏蔽门研制及性能验证

为提升快中子临界装置的实验能力,在实验大厅旁边扩建了附属建筑物,在实体连接位置形成了一个样品传输通道。为了保证工作人员的辐射安全,需要对通道进行屏蔽。采用蒙特卡罗方法进行屏蔽门的物理设计,确定了含硼石蜡为中子屏蔽材料,不锈钢为光子屏蔽材料。为保证硼在石蜡层上的均匀分布,防止石蜡内部形成空洞,采用了分层分次工艺进行屏蔽门浇铸。为保证屏蔽门对通道的有效覆盖,采用了分步工艺进行安装。辐射剂量监测结果表明,人员日常工作区域的辐射有效剂量为0.125mSv/a,小于建设项目管理目标值2mSv/a,远小于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定的放射性工作人员年剂量限值20mSv/a,屏蔽门的研制满足设计和使用要求。

应用于极化~3He实验的AFP NMR系统设计

在极化^3He的相关实验中,^3He核自旋的翻转对于极化率的测量和中子极化方向的控制是必不可少的,通常采用绝热快速通道(AFP)核磁共振(NMR)技术实现这一目的。本文设计了一套可用于极化^3He实验的AFPNMR系统,并成功将此系统应用于中国绵阳研究堆的极化^3He中子极化装置上。系统采用LABVIEW和函数发生器生成震荡电信号,采用40W的功率放大器对信号进行放大,采用方形亥姆霍兹线圈产生射频场,场强可达1.48G。经测试极化3He核自旋翻转后极化率的损失<2%,据了解这是国内首次采用这一技术实现极化3He核自旋的无损翻转。

光泵抽运~3He极化程度监控系统的设计与实现

极化3He的一项重要应用是中子的极化.中国绵阳研究堆(CMRR)已建立国内首个自旋交换光学泵浦(SEOP)极化3He中子极化系统.为了监测3He的极化率随时间的相对变化情况,本文首先设计了基于核磁共振(NMR)技术的3He相对极化率测量系统,通过Matlab控制程序实现了对3He相对极化率的定时检测.然后对拾波线圈的构形和信噪比(SNR)进行了优化.结果表明当绕线长度一样时,Brooks构形的线圈有利于提高SNR;当线圈的平均半径为(a0+d)/2√(a0为3He气室的半径,d为拾波线圈与气室之间的距离)时,其SNR最高.最后对该系统的本底噪声进行了测量,发现其主要来源于环境噪声(0.27μV/√Hz)和数据采集(DAQ)卡的噪声(0.40μV√/Hz),系统的总噪声功率谱密度约为√0.16+0.073G2^μv/√Hz(G为放大器的增益倍数).