材料与构件深部应力场及缺陷无损探测中子谱仪径向准直器的设计

为设计材料与构件深部应力场及缺陷无损探测中子谱仪的径向准直器,实现大型工程构件的远距离准确取样,本文分析了径向准直器的实空间和相空间取样原理,介绍了目前径向准直器取样体积的解析与模拟计算方法,并利用0.2 mm尼龙线测试了德国E3残余应力谱仪径向准直器的取样尺寸,基于实验结果确定了采用JRR3解析方法作为径向准直器取样尺寸的计算依据。根据解析计算结果,研究了设计参数对径向准直器取样尺寸和传输效率的影响规律,并按照谱仪的空间几何结构,最终设计了谱仪1、2、3、4、5 mm径向准直器取样系统。     

中国散裂中子源通用粉末衍射仪准直器腔体设计

准直器作为降低谱仪本底的关键设备,在中国散裂中子源谱仪建设中非常重要。本文选用7A09铝合金作为窗体材料对准直器腔体进行真空密封;综合考虑中子透过率及窗体机械性能的要求,参考中子飞行轨道的几何约束,利用有限元模拟和解析计算相互验证的方法给出了放射状粗糙准直器的密封窗口结构。对准直器腔体同样采用有限元模拟和解析计算两种方法进行设计,给出了真空条件下的设计结果。     

蒙特卡罗方法在Soller中子狭缝准直器优化设计中的应用

Soller型中子狭缝准直器是中子散射谱仪部件之一，用来对中子束流进行准直。准直器的设计不仅需要对吸收材料进行选择，吸收材料的厚度选择也很重要。准直器的透射率和空间的限制对准直器的长度提出要求。应用以蒙特卡罗方法为基础的模拟计算对准直器进行优化设计是一种新的尝试。采用MCNP程序对准直器的长度和吸收片厚度进行了模拟优化设计，并对计算结果进行了评定。     

中子Soller准直器摇动曲线的蒙特卡罗模拟和分析

中子Soller准直器是中子散射谱仪一种常用部件，主要用于限制中子束流的发散度，提高中子谱仪的分辨率。准直器的准直角是描述其性能的一项重要技术指标，通过摇动曲线的实验测量获得。本文基于实验测量需求和方法，利用中子射线追踪模拟蒙特卡罗程序McStas对中子Soller准直器摇动曲线实验测量过程进行了蒙特卡罗模拟计算，并对计算结果进行实验对比和解析分析。分析结果表明，模拟计算、实验数据和理论解析三者符合较好，验证了模拟方法的可行性。通过多方法结合来研究摇动曲线，可提高测量分析结果的可靠性，类似的方法也可扩展应用于其他中子光学部件的测试分析。     

加速器CT无损检测大尺寸C/SiC复合材料构件

针对回转体和扁平体结构的大尺寸C/SiC复合材料构件,设计了可表征缺陷检测分辨率的像质计,研究了射线能量、准直器宽度等因素对不同类型构件检测结果的影响情况。结果表明:射线能量、准直器宽度及构件尺寸、形状等因素决定了构件内部缺陷检测分辨率;准直器的选择取决于构件的尺寸、形状等特征;射线能量的选择取决于构件的最大穿透厚度。     

中子三轴谱仪分辨率的计算与分析

描述了中子三轴谱仪分辨率函数的计算方法,计算分析了中子波矢、准直器水平发散度、谱仪布局及能量和动量转移对分辨率函数的影响.谱仪分辨率随着入射波矢增大而降低,随着准直器水平发散度的减小而提高,谱仪最高能量分辨率能达到23μeV,计算值与实验测量和模拟计算结果符合得很好;谱仪布局只改变分辨率椭球在散射平面的方向,而不会影响...     

高分辨率小动物SPECT成像系统的设计与性能评估

为实现低成本、高分辨率的小动物单光子发射断层成像(SPECT),设计了一种基于临床探测器和针孔准直器的小动物SPECT成像系统。综合考虑视野尺寸、空间分辨率和绝对探测效率等指标,分别给出了单针孔和七针孔准直器的两种最优化设计方案,并通过对比两种设计方案在全视野范围内的平均空间分辨率和探测效率,对成像性能进行了评估。结果表明,与单孔准直器相比采用七针孔准直器设计可同时获得更高的空间分辨率和探测效率。经蒙特卡罗模拟成像实验验证,该七针孔准直器在临床探测器上可达0.5mm级的超高空间分辨率,且成本远低于采用专用探测器的现有小动物SPECT系统。     

高能γ光子成像针孔准直器的解析设计方法

在对高辐射环境进行射线源分布成像时,需要为γ相机设计专门的用于高能光子成像的针孔准直器。为了简化针孔准直器的设计过程,使用几个新的解析公式来描述准直器各参数与性能间的关系。首先,采用解析方法推导了更通用的有效孔径公式、角分辨率公式和几何相对效率公式;然后,与采用蒙特卡罗方法模拟计算得到的数值进行比较。结果表明,解析方法提供的计算结果在一定范围内准确可靠。因此,本工作使用的针孔准直器解析设计方法简单方便,物理图像清晰,具有一定的实用价值。     

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.     

利用径向准直器减轻中子应力测量中的赝偏移的模拟研究

用中子衍射应力分析谱仪测量无应力样品表面时,衍射峰因装置因素会发生一定的偏移(赝偏移)。使用射线追踪程序SIMRES对减轻赝偏移的方法进行系统研究,使得测量的应力值更为准确且具有重要的实用价值。研究结果表明,使用第一和第二径向准直器可有效减轻赝偏移,主要体现在第一径向准直器可以减轻波长效应,第二径向准直器可以减轻峰剪切效应。     

Monte-Carlo simulation of pinhole collimator of a small field of view gamma camera for small animal imaging

Needs in scintimammography applications,especially for small animal cardiac imaging,lead to develop a small field of view,high spatial resolution gamma camera with a pinhole collimator.However the ideal pinhole collimator must keep a compromise between spatial resolution and sensitivity.In order to design a pinhole collimator with an optimized sensitivity and spatial resolution,the spatial resolution and the geometric sensitivity response as a function of the source to collimator distance has been obtained by means of Monte-Carlo simulation for a small field of view gamma camera with a pinhole collimator of various-hole diameters.The results show that the camera with pinhole of 1 mm,1.5 mm and 2 mm diameter has respectively spatial resolution of 1.5 mm,2.25 mm and 3 mm and geometric sensitivity of 0.016%,0.022% and 0.036%,while the source to collimator distance is 3 cm.We chose the pinhole collimator with hole diameter size of 1.2 mm for our the gamma camera designed based on the wade-off between sensitivity and resolution.     

CARR堆瞬发伽马活化分析系统的初步设计

基于中国先进研究堆（CARR），采用蒙特卡罗方法设计并优化了瞬发伽马中子活化分析系统，确定了该分析系统的整体结构、关键组成部件的物理和几何参数。20 cm的单晶铋过滤器能够提高中子束中热中子的份额， 也极大地屏蔽了来自堆芯的伽马射线；多层材料单段柱型准直的设计能够保证照射位置较高的中子注量和较低的本底。整个装置的屏蔽设计充分考虑到了材料的质量、体积和成本等因素，通过MCNP模拟结果最终确定了各屏蔽材料的尺寸。模拟结果显示，所设计的装置能满足辐射防护和低本底的要求，达到了最初的设计目标。     

85Kr测厚源制备及焊接性能分析

为保证⁸⁵Kr测厚源的密封质量,通过⁸⁵Kr测厚源结构设计、焊接工艺参数优化,制备合格的⁸⁵Kr测厚源。铜管与壳体的连接采用真空钎焊工艺,钎焊温度约900 ℃,时间约30 min;源窗与壳体的连接采用电子束焊工艺,焊接电流7 mA,焊接转速13 mm/s;源后盖与壳体的连接采用激光焊工艺,焊接功率180~185 W,焊接速度2 mm/s。测厚源检验结果表明,所制备的85Kr测厚源,氦质谱检漏结果小于1.0×10^-9 Pa·m³·s^-1,放射性气体检验不超过4 kBq/24 h,符合GB/T 15849—1995中“其他射气检验方法”要求。金相实验结果表明,采用优化参数试样的焊缝中未发现明显的裂纹、未焊透、未熔合等缺陷,最大焊接熔深约0.73 mm。     

凸度仪信息显示与管理软件的设计与实现

X射线凸度仪安装在钢厂的热轧机出口处,用于快速和连续测量热轧板带的各项参数。凸度仪系统中,用户界面是一重要组成部分。基于对用户界面的功能需求分析,提出了凸度仪信息显示与管理软件的设计思路与实现方法,开发了1套可视化的信息显示与管理软件。该软件能全面显示各种相关数据,并能对数据进行进一步处理、存储、检索等操作,具有良好的人机交互功能。通过模块化的设计方式,软件中各单元功能划分清晰,数据交换合理,有利于程序的调试与功能的扩展。     

A compact gamma camera with scintillation array and parallel-hole collimator

A new compact gamma camera for small object imaging has been developed. It consists of a pixelized Nal（T1） scintillator array coupled to a position sensitive photomultiplier tube （Hamamatsu R2486） with a parallel-hole lead collimator. The compact camera has better spatial resolution than Anger camera. The average value of intrinsic spatial resolutions is 2.3 mm （FWHM）. The overall spatial resolution （FWHM） is 3, 5 and 6 mm at 0, 2.5 and 3 mm SCD （source-to-collimator distance）, respectively. The phantom studies with the compact camera have demonstrated that parallel-hole collimator gamma camera is a practical technique for nuclear medicine application.     

核动力装置冷凝器体积的优化设计

冷凝器是核动力装置中的重要设备,它的尺寸是影响核动力装置经济性和合理布置的重要因素。本文在总结冷凝器设计经验的基础上,建立了冷凝器的数学模型,并开发了相应的计算程序。在此基础上对影响冷凝器体积的设计参数进行了敏感性分析。以冷凝器总体积最小为目标函数,在所确定的约束条件下,采用复合形 遗传算法对冷凝器进行了优化设计。结果表明,参考冷凝器的设计并非最优方案,尚有较大的优化空间。也证明了该优化设计方法的可行性。本文的计算结果可为工程设计提供参考。     

Thermal analysis and tests of W/Cu brazing for primary collimator scraper in CSNS/RCS

To the transverse beam collimation system in a rapid cycling synchrotron,an important component is the primary collimator,which improves emittance of the beam halo particles such that the particles outside the predefined trajectory can be absorbed by the secondary collimators.Given the material properties and power deposition distribution,the beam scraper of the primary collimator is a0.17 mm tungsten foil on a double face-wedged copper block of 121.5 mm x 20 mm.The heat is transferred to the outside by a φ34 mm copper rod.In this paper,for minimizing brazing thermal stress,we report our theoretical analysis and tests on brazing the tungsten and copper materials which differ greatly in size.We show that the thermal stress effect can be controlled effectively by creating stress relief grooves on the copper block and inserting a tungsten transition layer into the copper block.This innovation contributes to the successful RD of the primary collimator.And this study may be of help for working out a brazing plan of similar structures.