机械速度选择器标定技术及标定实验

机械速度选择器作为关键部件广泛应用于中子散射谱仪上,研发标定技术、研制标定设备及开展标定实验是机械速度选择器应用的前提。本文基于中国先进研究堆小角中子散射谱仪,设计了标定中子飞行时间设备的结构,确定了设备的参数。研究了漏计数对波长分辨率测量的影响,发现波长分辨率测量误差取决于死时间及高斯峰位计数率之积,若死时间不变,波长分辨率测量误差随高斯峰位计数率的增加而变大。开展了飞行时间法机械速度选择器标定实验,发现单色中子波长的理论计算结果与实验数据的高斯拟合结果非常接近;波长分辨率实验值随波长的增加而增加,与波长分辨率计算值有一定差距,这些变化和差距源自束流发散。使用漏计数对波长分辨率测量影响的规律分析了实验结果,计算出了样品位置中子通量密度上限;使用VITESS软件模拟得出了不同波长样品位置中子通量密度并验证了二维可调狭缝调节中子通量密度的效果。     

机械速度选择器特征参数计算

介绍了中子小角散射谱仪中,中子单色化部件机械速度选择器参数。对速度选择器常数、透过率和波长分辨率作了分析计算,得到了这些参数是由其本身几何参数决定,与入射中子波长无关。阐述了使用山嵛酸银对速度选择器的选择波长标定和使用飞行时间谱仪对其选择波长和波长分辨率测量计算方法。并通过实际速度选择器的计算,得到了速度选择器的相关参数。     

小角中子散射谱仪机械速度选择器标定系统修复及实验测量

正机械速度选择器标定为测量谱仪样品位置中子波长和波长分辨率随机械速度选择器转速及倾斜角的变化。机械速度选择器标定系统已完成研制和调试工作。标定实验条件为:CARR反应堆功率30 MW,冷源未启动,准直系统推入12m中子导管。在机械速度选择器6 016、5 015、4 525、3 823、3 001r·min~(-1)等5个不同转速下,分别使     

常波长和飞行时间模式下中子散射的散射矢量分辨率分析

讨论了中子散射实验中散射矢量分辨率问题，并根据目前谱仪通常的角度分辨和波长分辨参数，给出了常波长模式和飞行时间模式的分辨率曲线，并比较了不同模式的优缺点。分析表明，对于低q范围（〈0．4nm^-1）散射实验测量，飞行时间模式的分辨率更好；对于高q范围的中子散射测量，常波长模式更适合。     

中子小角散射谱仪Q分辨率计算和对形状因子影响分析

介绍了中子小角散射谱仪分辨率函数及其相关的Q标准差计算方法,分析了Q标准差有关谱仪的几何布局、中子的波长弥散对其的影响.介绍了一维Q分辨高斯函数计算方法.结合两个具体谱仪布局和一个理想实心球体的形状因子曲线,卷积得到了不同谱仪布局下形状因子的弥散曲线,对精确分析中子小角散射数据,应结合使用谱仪分辨率函数.     

中国先进研究堆中子飞行时间谱仪的设计与建造

中子飞行时间谱仪是用于中国先进研究堆上可直接测量冷、热中子能谱的实验装置。介绍了该谱仪的结构和谱仪关键部件的参数选择,分析了机械斩波器狭缝与限束狭缝对脉冲中子束中子数和宽度的影响,得出与中子波长相关联的脉冲中子束中子数和宽度的公式。根据高注量率中子束能谱测量的需求,通过选择低灵敏探测器、加载探测器狭缝、选择多道时间分析器获取数据,保证漏计数率小于0.5%。设计了探测系统电子学线路,给出系统总分辨时间为22.15～29.46 μs。     

速度选择器参数设计及其中子光学特性

速度选择器是中子小角散射谱仪的关键部件之一,可获得有一定宽度的单色中子束,本文针对不同参数模型,用Vitess程序进行了计算和优化设计,根据客观需求,得到优化的速度选择器参数。并对速度选择器后中子光学特性进行分析,发现转子倾角和束流发散度对中子光学特性影响明显。     

脉冲辐射场中子探测器死时间效应研究

以正比计数管为基础的中子剂量当量仪是实现反应堆和加速器等中子辐射场剂量水平实时监测的重要手段,而探测器的死时间效应问题直接关系到脉冲中子辐射场下量值的准确性。本文使用"双源法"实验测定了正比计数器死时间,使用蒙特卡洛模拟软件计算了中子探测器慢化体对中子的慢化时间,推导出加速器辐射场中计数率与修正因子的关系式,可以实现脉冲辐射场中子漏计数补偿。     

中子小角散射谱仪探测器标定测试方法

介绍了用于中子小角散射谱仪上的二维位敏探测器标定测试方法。通过对MK-640N-1类型二维位敏探测器的3个重要指标:探测器效率、探测器分辨率和探测器单元均匀性的测试和计算,得到了重要的数据指标,对实验的数据的准确分析提供了支持。     

电流模式飞行时间中子能谱测量方法研究

中国散裂中子源在中子学性能调试期间需要发展快速的中子能谱测量系统,希望在一个或几个质子脉冲周期内获得中子能谱。本研究发展了一套高探测效率的电流模式飞行时间能谱测量系统,测量系统由锂玻璃探测器、NI-PXIe-5122数据采集卡、Lab VIEW数据采集控制软件、高压电源等组成。在绵阳研究堆极化中子反射谱仪中子束线上开展了电流模式飞行时间中子能谱测量系统测试,分别测量了中子能谱和中子通量。同时,利用脉冲计数模式飞行时间方法和金箔活化法分别测量了该中子束线的中子能谱和中子通量,将测得的数据与电流模式飞行时间中子能谱测量系统测量结果进行对比,验证了电流模式飞行时间方法测量中子能谱和中子通量的可靠性。     

正电子寿命谱仪的最佳分辨率

能窗的选择对正电子寿命谱仪的分辨率有决定性的影响。本文描述了一种获得谱仪最佳分辨率的方法。将正电子寿命谱仪的可工作能区分成42个小块。测量每小块能区的分辨率(FWHM)、计数率和峰位“走动”。从中选出分辨率小、计数率高和“走动”小的好能区。能窗是由若干个最佳小能区组成。谱仪分辨率的理论计算值和实验测量值符合得很好。     

中子活化法标定反应堆临界装置相对功率

介绍了利用中子活化法标定临界装置相对功率的方法。该方法可以标定临界装置的运行功率限值,并利用实验结果对MCNP程序的计算结果作校核分析,推测出最大功率以下任一功率指示值所对应的临界堆芯内平均绝对中子通量密度,对反应堆安全运行有重要意义。     

CSNS带宽限制中子斩波器系统的设计方法

带宽限制中子斩波器是中国散裂中子源上飞行时间中子散射谱仪不可缺少的关键设备之一,谱仪获得的中子能谱波段范围由带宽斩波器决定,其主要原理是通过转盘的机械式阻挡来对中子束流进行斩波,选择到达样品的中子波长范围,从而起到降低背底、提高信噪比的作用。本文介绍了带宽限制中子斩波器的基本原理及其设计要求,重点阐述了带宽限制中子斩波器系统的设计方法,提出了斩波器系统配置布局的基本原则,并给出了带宽斩波器各物理参数的计算公式。带宽斩波器的配置数量应满足谱仪背底要求,去除背底的斩波器应放置在束线前端并使谱仪所需波段的中子无损失通过,带宽选取的斩波器则尽可能放置在束线后端。另外,满足同相位、同转速、同开口角和转动方向相反等条件的双盘斩波器可以在一定程度上提高中子通量。本文的工作可为中国散裂中子源二十台中子散射谱仪斩波器系统的物理设计提供指导和参考。     

TMSR白光中子源能量分辨率函数的模拟研究

白光中子源及飞行时间谱仪的能量分辨率函数描述了谱仪装置测量中子能量的分辨率与所测中子的能量之间的函数关系。能量分辨率函数用于中子共振截面测量实验数据分析，对确定共振峰参数至关重要。本工作利用Geant4蒙特卡罗工具包构建了TMSR白光中子源的中子产生靶系统模型，模拟了中子在靶系统内由产生到溢出靶系统的整个物理过程，获得了不同能群中子从产生到溢出的时间分布。基于RPI能量分辨率函数形式，对时间分布进行拟合分析，获得了一套合适的参数，用于确定TMSR白光中子源飞行时间谱仪的中子能量分辨率函数。     

取消二次中子源后的源量程可用性分析

本工作介绍了大亚湾核电站取消二次中子源的目的及理论计算分析源量程可用性的必要性。研究在缺乏一些重要数据情况下,如何通过数值模拟方法较准确计算出源量程的中子计数率。理论计算方案表明,可通过已有大修装料过程中实际测量所得的源量程中子计数数据,并结合相应的组件燃耗及源强数据来获取近似度因子,并以此校正蒙特卡罗理论计算出的中子通量和中子计数率。通过与实验值进行比较分析,验证了本方法的可行性,并给出与实验较相符的计算结果。     

改善中子小角散射谱仪品质的聚焦透镜组设计

根据中子聚焦透镜基本原理,结合绵阳中子小角散射谱仪最小Q布局,设计了一套旨在提高该谱仪品质的聚焦透镜组,并分别计算了使用该透镜组的中子小角散射谱仪在样品位置中子强度、谱仪最小Q值和谱仪Q分辨率的改善情况。     

重水反应堆热柱中子能谱测量(英文)

用飞行时间法测量了中国原子能科学研究院重水反应堆热柱中子能谱。脉冲中子束由机械选择器产生,选择器是一个由两片不锈钢中间夹一镉片构成的高速转盘。在转盘边缘对称处有两个狭缝,当中子束通过任一个狭缝时,由光电二极管和光敏三极管组成的线路给出中子起飞信号。中子探测器~3He正比计数管距转盘97cm。数据采集系统主要由时-幅转换器和多道幅度分析器组成。实验测得飞行时间谱,将其转换成能谱并进行了探测器效率、飞行时间零点、空气衰减、能量分辨率修正。由于热柱孔道内有一个50cm长的硅过滤器,所以中子能谱偏离典型的麦克斯韦分布。     

硅单晶热中子过滤器

一、引言热中子散射是研究凝聚态物质(包括固体和液体)的强有力的工具之一。足够的强度和良好的分辨率是做好中子散射实验的两大前提。一台中子谱仪分辨率的高低,与单色器、准直器、中子波长和几何条件等多种因素有关,而采取切实有效的措施去尽量减小实验本     

中国先进研究堆高分辨中子粉末衍射谱仪模拟研究

应用蒙特卡罗方法对中国先进研究堆 (CARR)上的高分辨中子粉末衍射谱仪 (HRPD)的物理设计进行了模拟研究。给出了谱仪的分辨率曲线、样品处中子通量密度等主要参数的模拟计算结果 ,讨论了高分辨模式和高强度模式下的分辨率和强度变化 ,表明设计方案是可行的     

利用BF_3多柱谱仪测量临界装置中子能谱

研发了一种中子能谱测量装置——BF_3多柱谱仪。对BF_3多柱谱仪的工作原理、结构与性能,以及该探测系统的使用方法进行研究,并分析其可满足的实验要求。应用BF_3多柱谱仪在临界装置上进行了中子能谱测量的实验,将实验测量结果与MCNP程序的理论计算结果进行了比较,两者符合较好,验证了该中子探测系统的性能。该BF_3多柱谱仪可适用于低中子通量密度能谱测量、屏蔽实验、环境监督测量、实验大厅内部及周围环境中子场测量等多种工况。