中子散射关键技术及前沿应用研究进展

正国家重点研发计划项目"中子散射关键技术及前沿应用研究"(2017YFA0403700)共设置4个课题:中子散射光学关键部件、二维高分辨大面积GEM中子探测器、中子自旋回波和全散射技术以及先进工程材料中子无损测试分析。2018年度取得如下进展。     

基于峰值保持电路的GEM探测器前端读出ASIC设计

介绍了一种用于多层GEM探测器的低噪声前端读出ASIC芯片.针对GEM探测器输出信号特点,设计了电荷灵敏放大器、整形电路和峰值保持电路,并对其噪声、成形时间等设计指标参数进行了分析.     

用于GEM探测器的电容积分式读出芯片的研究

介绍了GEM探测器阵列结构的一种读出方案,重点介绍了该读出方案中开关阵列芯片的设计.主要内容包括PAD前端读出电子学结构,开关电容阵列结构工作原理,开关阵列芯片设计,文章的最后给出了芯片测试结果.该10通道开关电容阵列芯片可以扩展为更多的通道,以满足更大规模的GEM探测器的阵列方式读出需要.     

地层元素测井技术最新进展及其应用

地层元素测井是一种通过测量中子与地层元素原子核作用放出的伽马射线,得到元素含量进而确定矿物含量的中子伽马能谱测井技术,在复杂储层岩性识别、非常规储层评价等方面得到了广泛应用。本文简要介绍了元素能谱测井的核物理和地质基础,并对元素俘获能谱测井（ECS）、地球化学测井（GEM）和地层岩性能谱测井（FLS）等几种仪器技术指标进行分析;系统讨论了确定元素含量的谱分析技术及矿物含量的氧化物闭合模型和统计分析方法;总结了元素能谱测井在地层评价中的应用。最后提出采用可控中子源和多探测器系统、多参数测量是地层元素测井的发展趋势。     

双盘斩波器的设计与优化

中子双盘位相斩波器目前广泛地应用于中子散射设备上,其作用是将连续中子束斩成脉冲中子束.本文结合拟建飞行时间模式中子反射谱仪,详细介绍了中子双盘位相斩波器的设计,并从原理上对斩波器主要物理参数进行了优化,采用McStas程序对其中子注量率情况进行了模拟计算,为斩波器设计制造提供参考.     

离体人血中子吸收剂量的估算

本文介绍了如何设计小体积离体人血样品的中子照射实验,以及计算中子注量、吸收剂量的方法,并给出了几个参考数据。     

16通道GEM探测器前端读出ASIC的设计

介绍了用于GEM(Gas Electron Multiplier)探测器读出的ASIC芯片GEMROC(GEM ReadoutChip)的设计.该芯片采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺,单片集成16个读出通道,每个通道包括电荷灵敏前放(CSA)、CR-(RC)2成形电路和驱动电路.增益和成形时...     

用于8keV～1.5MeV中子注量绝对测量的时间投影电离室工作气体关键参数研究

正时间投影电离室的原理如图1所示,入射中子首先与含氢气体发生散射,产生反冲质子,反冲质子在工作气体中运动过程中,使气体发生电离,产生初级电子。初级电子在电离室内部电场的作用下从电离区向读出电路板定向漂移。读出电路板前方装有GEM膜。由于GEM膜上下铜膜的距离极小(约50μm),且上下铜膜间有几百V电     

核聚变实验装置HT-7U一维及二维辐射防护设计研究

主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN,DOT3.5在核聚变实验装置HT-7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量/能谱、γ注量/能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行了优化设计,为HT-7U装置的辐射屏蔽物理设计提供了建议性意见及理论依据。     

热释光中子个人剂量计蒙特卡罗设计

随着核工业、核电及中子辐射治疗的发展,对职业工作者的中子个人剂量监测显得越为重要。利用MCNP-3B蒙特卡罗程序对反照率热释光中子个人剂量计进行了设计计算,给出了光子及中子注量响应,并对中子的场所修正因子确定方法进行介绍。模拟计算表明,对光子和中子而言,适用的能量范围分别为33 keV～1.5 MeV和热中子-10 MeV,分别对应的能量响应偏差均小于30%和60%。     

基于EPICS的上海光源注入引出远控系统

基于EPICS的应用开发,实现了上海光源注入引出系统的远程控制。介绍了控制系统的硬件结构及其工作原理,阐述了远程控制系统的组成及其设计方法。运行结果表明,控制精度高、占用资源少、灵敏度高、工作稳定可靠,满足了控制功能的需求。     

非能动安全系统可靠性评估方法初步研究

非能动安全系统可靠性的分析是广泛采用非能动设计的新一代核电厂概率安全评价(PSA)的重要内容,其量化分析需根据非能动安全系统可靠性评估对象,确定影响系统运行的关键参数,结合事件序列对非能动系统进行研究。本文以AP1000非能动余热排出系统(PRHRS)设计阶段的可靠性研究为例,结合丧失主给水事故,根据燃料包壳完整性以及系统稳定性的功能准则,确定影响PRHRS的关键参数和设计参数。采用拉丁超立方抽样(LHS)确定输入参数组合,运用RELAP5/MOD3程序进行不确定性传递计算,进行关键参数对系统功能敏感性评价与确认,进行系统功能可靠性分析,为AP1000概率安全评价提供PRHRS可靠性估计。     

DNB电源监控系统的设计探讨

DNB(中性束诊断)电源监控系统是DNB装置的重要组成部分,对整个装置的安全、可靠运行起自动化工程学院,安徽合肥 230009;3.美国得克萨斯大学聚变研究中心)着关键中用.介绍了DNB装置的原理及结构,特别是DNB装置的电源系统,重点对DNB电源监控系统的设计思想、体系结构和控制功能作了详细探讨.最后对该监控系统的电磁兼容性问题作了简要叙述.     

Experiment investigation on two-phase flow instability in a parallel twin-channel system

In this paper, the behavior of two-phase flow instability of a twin-channel system is studied experimentally. The two-phase flow instability between twin channels (FIBT) was observed in the experiments at three different system pressures, different inlet resistance coefficients and nonuniform heating condition. The instability boundaries of the twin-channel system are obtained in the phase plane of the subcooling and phase change number. The influences of inlet resistance, system pressure and nonuniform heating are obtained. In the end the numerical simulation results based on RELAP5/MOD3.4 code are also discussed.     

基于固态射频开关单次快脉冲分段测试系统

针对动态范围较大的单次快脉冲信号测试,提出了一种基于固态射频开关的分段测试思想,文中主要介绍了系统结构及电路调试时主要解决的技术问题。该系统可应用于高能物理实验快脉冲辐射测试中。     

基于DUAL微机的多用户数据获取与处理系统

基本系统为三用户,可扩大到四用户并行使用。系统主机为美国DUAL公司的16位微机,系统接口按IEEE696S-100总线标准设计。数据获取前端配置二套NIM机箱,机箱内含新型逐次逼进法ADC,无漏计的新型存储器和反堆积线性放大器等,系统在UNIX操作系统下工作;能工作于高计数率而无漏计数。     

使用ORACLE管理EPICS数据库的研究

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)控制系统使用EPICS组态软件包构建。EPICS的核心是驻留在前端机IOC上的分布式数据库。该分布式数据库通常是在主机上用工具软件VDCT或文本文件生成,然后通过网络装载到前端机IOC上。目前,BEPCII控制系统的信号量有两万多个,分布在20多个IOC上。这么多的数据库分别由设备控制人员使用VDCT或文本自行开发,没有一个统一的管理工具对其进行透明化管理。介绍了当前国内外使用ORACLE管理EPICS数据库的现状,分析了EPICS数据库并研究了ORACLE数据库管理系统存储和管理EPICS数据库的机制,介绍了OR-ACLE与EPICS数据库接口的软件开发过程及其应用。     

MBSE在核电设计中的初步应用研究

为应对逐渐增多的用户需求给“需求满足型”的逆向设计带来的挑战,将基于模型的系统工程应用于“安全注入系统”架构设计,设计过程包括需求分析、功能分析和设计综合。通过需求分析过程的时序图和需求图获取系统需求,并建立需求间追踪关系,便于需求变更影响性分析;通过功能分析的活动图、状态图和时序图实现系统功能架构设计及早期验证与确认;通过设计综合过程的权衡分析优选关键功能备选方案,并借助块定义图展示系统架构模型和动态运行过程,确保所设计的系统满足利益攸关者期望。应用结果表明,基于模型的系统工程（MBSE）适用于现有核电设计,可有效改善传统设计中存在的问题。      

小破口失水事故非能动系统瞬态特性研究

为了解先进压水堆小破口失水事故下非能动安全壳冷却系统、非能动堆芯冷却系统、非能动余热排出系统的瞬态响应特性，需开展小破口失水事故下反应堆冷却剂系统和安全壳的耦合响应特性研究。分析结果表明，小破口失水事故下，耦合分析中非能动余热排出系统、非能动堆芯冷却系统、自动卸压系统和非能动安全壳冷却系统的特性与独立计算有较大差异，小破口失水事故下耦合分析得到的安全壳压力峰值小于独立计算。      

贝叶斯网络用于屏蔽泵系统故障分析方法的研究

将贝叶斯网络系统故障分析方法中,旨在提高故障分析中不确定逻辑关系知识表达和多故障状态的考虑。本文构建屏蔽泵系统故障的贝叶斯网络,对网络中故障参数进行贝叶斯方法学习,在已知新样本信息时更新网络参数,最后由贝叶斯网络推理,获得屏蔽泵系统的薄弱环节和最大可能的故障模式,及其发生概率。实例证明了贝叶斯网络可作为故障分析方法,具有更强的建模分析表达能力。