NT50型中子管离子源磁场变化对放电电流的影响

通过NT50型中子管离子源放电特性实验,研究潘宁离子源磁场变化对放电电流产生的影响.得到磁场变化相对放电电流的关系曲线,进行数据分析,发现离子源放电规律,从而找出其最佳工作状态和工作参数,提高中子管产品质量.     

高产额中子发生器研制

本文介绍了用于安检辐射成像的高产额中子管及中子发生器装置的主要性能指标和研发设计过程。中子管离子源采用冷阴极潘宁离子源,在引出阴极加磁钢,提高引出离子浓度。离子光学系统采用单电极加速结构,靶端通过外加电阻产生抑制电压,减小靶流,提高中子管工作稳定性。对中子管离子源和靶端通过散热结构设计和利用变压器油进行散热,效果良好。通过对中子管的各项性能参数进行测试,离子流可达50 mA以上,引出束流接近1 mA,中子产额达1.1×10¹⁰s^-1。研发的高产额中子管及发生器装置具有产额高、工作稳定、安全便携等优点,达到了设计目的。     

强流中子管微波离子源微波吸收效率的实验研究

强流中子管微波离子源实验系统已建成。给出磁场模式设计结果,通过实验确定微波吸收效率与磁场分布及气压的关系,其中微波输入功率300-500W。微波引入窗处的磁场为0.095T时,微波吸收效率都在90%以上,最高达到100%。     

用于石油测井中子管的微型潘宁源的研制

为适应新一代石油测井中子管对小型化、稳定性好的离子源的要求,研制设计了一种阳极简直径为10mm的冷阴极潘宁离子源。通过优化结构设计、合理设计电磁场和屏蔽电磁场的干扰,此离子源应用于石油测井中子管具有放电电流稳定、中子产额高、工作性能好的特点,经实践证明能满足新一代石油测井中子管对离子源的要求。     

17-4PH不锈钢纳米析出物的磁小角中子散射研究

本文充分发挥中子对磁灵敏、穿透力强等技术优势,利用加载磁场小角中子散射实验技术研究核电站实际服役14年的阀杆17 4PH不锈钢样品。结果表明,与不加磁场时相比,加载磁场条件下二维散射图谱呈明显各向异性,在散射矢量垂直于磁场方向上散射强度显著增强。利用多分散球模型对数据进行拟合,结合原子探针实验结果分析得出,衬度的增加降低了Cu析出物周围元素分布不均匀对散射的相对贡献,从而有助于更加准确地获得Cu纳米析出物的尺寸。     

中子管用PIG负氢离子源及其束流引出实验研究

PIG离子源用于中子管引出正离子,但在使用过程中存在一定问题,如单原子离子比低、靶材料溅射严重及功耗大等。为解决这些问题,提高中子管的寿命和稳定性,本文设计一种中子管用PIG负氢离子源,并对其束流引出进行实验研究。分别测量了离子源的磁场、不同阴极材料及引出阴极离子发射孔径对引出负氢离子束流的影响。实验数据表明,该负氢离子源可用于制作性能指标良好的中子管。     

嫦娥一号卫星X射线谱仪磁屏蔽设计与模拟计算

介绍了嫦娥一号卫星X射线谱仪准直器磁屏蔽设计的基本思路,通过磁场点测实验得到了谱仪准直器的真实磁场分布,并且根据实验结果对谱仪准值器的磁屏蔽效果进行了模拟计算,由模拟结果可知该准直器对电子能起到较好的屏蔽作用.     

基于中子管离子源的放电电流特性测量

离子源是中子管的核心部件,其放电电流特性与离子源电压、管内真空度和磁场变化有关。该设计通过由离子源、控制台和真空计所组成的实验装置,对离子源放电电流特性进行测量,可得到离子源放电规律,找到其最佳工作状态和工作参数,提高产品质量。     

铅散裂中子靶物理特性研究

利用蒙卡程序DCM/CEM对ADS标准散裂中子靶进行了计算。计算了长0.6 m,直径0.2 m的圆柱形208Pb靶,在0.1～1.6 GeV的质子轰击下,Pb靶发生散裂反应产生的中子产额及表面的中子注量、能谱分布以及靶内能量沉积分布,解释了以前的实验结果。计算结果与文献数据、实验数据进行了比较,符合良好,对进一步进行ADS堆芯设计具有较好的理论指导意义。     

用不同程序模拟计算ADS散裂靶结果的比对(英文)

利用不同的程序对ADS散裂靶进行了模拟计算。用SNSP,SHIELD,DCM\CEM(Dubna Cascade Model\Cascade EvaporationMode)和LAHET等程序计算了长60 cm,直径20 cm的圆柱形铅靶,分别在800,1000,1500 and 2000 MeV的质子轰击下所产生的泄漏中子产额和能谱分布。模拟结果与实验数据进行了比较,对泄漏中子产额而言,SNSP模拟的结果与实验符合较好,SHIELD,DCM\CEM和LAHET计算的泄漏中子能谱分布比较一致。     

CoNi磁多层膜结构的极化中子反射研究

中子反射是一种研究表面和界面微观结构的新技术。极化中子反射已广泛应用于研究磁薄膜、磁超晶格等的微观磁结构,提供样品中核和磁散射长度密度分布信息,在表面化学、固体薄膜、表面磁学等方面的研究中起到了X射线反射等其它实验手段无法替代的重要作用。磁多层膜实验样品由首都师范大学制备,采用磁控溅射方法在60mm×25mm玻璃衬底上交替镀20层的Ni和Co。在镀膜过程中,施加外磁场以控制内禀磁矩的取向。极化中子反射实验测量在德国HMI的水平散射几何反射仪V14上进行,入射中子波长为0.475nm,准直狭缝宽度为1mm,准直狭缝间距离为1m,实验中所用样品为25mm×25mm。实验施加的外磁场     

磁质子反冲谱仪磁分析器的设计与谱仪性能研究

设计一种用于紧凑型磁质子反冲(magnetic proton recoil,MPR)谱仪的小型单聚焦磁分析器,用钕铁硼二级永磁铁作分析磁铁,焦平面探测器为CR39。用实际磁铁的磁场分布数据和带电粒子输运程序分析磁分析器的性能,并用Pu-239α源实验标定。结合粒子输运程序的结算和蒙特卡罗模拟,研究了MPR谱仪的整体性能。结果表明:磁分析器能对3.5-8.5MeV范围内的质子和α粒子进行动量分析,有良好的动量色散和径向聚焦能力,符合紧凑型MPR谱仪的设计要求;对14MeV的DT聚变中子,谱仪有4%的能量分辨率和10-8的探测效率。     

ECR离子源实验台的研制

介绍了ECR离子源实验台的工作原理、基本结构和研制过程。作为实验和测试平台,ECR离子源实验台可以很方便的调整离子源各参数,在靶上得到好的束流品质。通过对部件的改进和调试,解决了束流较小的问题,使ECR离子源工作在最佳状态。上述结果可用于中子发生器的运行调试。因此,ECR离子源实验台是强中子发生器所必需的实验设备。与国内外的ECR离子源相比,ECR离子源实验台主要着眼于中子发生器的模拟实验,在结构上强调小型化、实验平台化,在功能上要求能够在线测量许多重要参数。测量结果表明,ECR离子源实验台技术指标达到设计要求。     

直径30 cm的等高圆柱形载钆液闪探测性能

载钆液闪探测器是高能物理及核物理实验中重要的粒子探测工具。通过研制得到了一台大体积的直径为30 cm等高圆柱形载钆液闪探测器,载钆液闪溶液的载钆量为0.5%wt;利用252Cf中子源进行了中子与γ分辨性能实验测试,结果表明,直径30 cm等高圆柱形载钆液闪的中子与γ分辨性能较差;利用飞行时间技术通过符合测量的方法,分别测量了中子与伽马分辨谱中的中子与γ信号的时间分布,两者峰位之间的时间差为2 ns;利用252Cf裂变电离室的裂变碎片信号作为开门信号,通过符合测量的方法,获得了直径30 cm等高圆柱形载钆液闪的中子俘获时间分布实验数据,中子俘获平均时间为11μs。对于较大体积条件下,载钆液闪的中子与γ分辨性能较差的物理现象,通过实验给出了合理解释和分析。     

CENDL库中Fe、W评价数据的改进对屏蔽积分实验计算结果的影响

利用中国原子能科学研究院核数据重点实验室中子积分实验装置,分别完成了氘氚中子与不同尺寸Fe、W样品作用的泄漏中子飞行时间谱实验测量。利用MCNP 4C程序开展了泄漏中子飞行时间谱的模拟计算,Fe和W的评价数据分别采用CENDL 32库及CENDL 31库的数据,并将两数据库模拟结果与实验结果进行对比分析,重点分析了CENDL 32库中Fe和W的数据的改进与不足。结果表明：对Fe中子评价数据,CENDL 32库在弹性散射能区、连续能级非弹性散射能区及分立能级非弹性散射能区,模拟结果均与实验结果符合较好,较CENDL 31库有明显改善;对W中子评价数据,CENDL 32库在非弹性散射能区的模拟结果与实验结果符合较好,较CENDL 31库有明显改善,但在弹性散射能区模拟结果高于实验结果,在(n,2n)反应能区模拟结果低于实验结果。CENDL 32库关于天然W的中子评价数据有待进一步改善。     

中子水分仪测量方式的改进研究

中子水分仪在工业现场应用时,有时会因被测量物料中水分不均匀而引起测量误差。本工作利用蒙特卡罗方法模拟了中子水分仪应用中由于物料中水分不均匀所带来的测量误差。为了减小由于水分不均匀带来的测量误差,提出了一种新型的测量方式,即透射加散射测量方式。实验证明,透射加散射测量方式能够有效降低中子水分仪在被测量物料水分分布不均匀情况下的测量误差。该方法用于水分分布复杂条件下的现场测量还需作进一步的分析和研究。     

偏心圆环通道内超临界水传热特性数值模拟

采用CFX软件,对偏心圆环通道内超临界水传热特性进行了数值模拟。选取与实验数据吻合较好的SST模型,分别研究流道偏心和壁厚偏心对圆环通道内超临界水传热特性的影响。计算结果表明：流道偏心和壁厚偏心均会引起圆环通道内温度和速度周向分布不均匀,且偏心程度越严重,周向不均匀性越强烈;超临界水独特的物性变化也会影响偏心圆环通道内周向不均匀性,从而影响传热特性。     

脉冲强磁体专用设计软件开发

在设计脉冲强磁体时,需综合考虑材料的电性能、热性能和机械性能,优化磁体结构,使其达到最佳。本工作开发的脉冲强磁体专用设计软件,不仅能准确计算放电过程、温度和应力分布,还能使用优化技术,寻找最佳磁体结构,提高磁体设计水平和效率。实验结果表明,软件分析结果与实验结果吻合。     

15cm双潘宁离子源等离子体产生器

介绍研制的１５ｃｍ双潘宁离子源等离子体产生器的结构和工作原理，研究了磁场、气压和弧功率等运行参数对源特性的影响，最后结合朗缪尔探针测量结果进行了讨论。该产生器的探针饱和离子流密度已达到２００ｍＡ／ｃｍ２以上，引出面附近的离子密度径向不均匀度＜±５％，噪声水平＜±１０％。     

用LAHET和MCNP程序研究散裂中子靶的中子学性能

利用LAHET和MCNP程序对ADS散裂中子靶进行模拟计算。因靶的基本物理性质随束流和靶形状的变化而改变,所以首先评估了源强和靶的几何形状对靶性质的可能影响,然后计算长1.2m、直径为0.6m的圆柱形液态铅靶在1GeV质子轰击下,靶内中子的产生和泄漏及能量的沉积等。与文献数据、实验数据进行了比较,符合良好。计算结果还表明:源强和几何的选择对中子产生和泄漏可产生较大影响;用液态铅作散裂靶时,中子产额和泄漏额较高,且泄漏能谱在可利用范围内,但能量沉积在靶中的分布极不均匀,这可能给传热带来问题。