日美合作进行核散裂实验

【日本《原子能视野》 1998年 6月号第 6 6页报道】　日本原子能研究所同美国能源部 (DOE)于 4月下旬就有关核散裂靶实验签订了共同研究备忘录。该实验是原子能研究所计划的以中子科学研究为主要内容 ,使用美国布鲁克海文国家研究所的加速器进行。实验的目的是用质子撞击“水银”状的靶而产生中子 ,以及研究反射体 -慢化材料 ,屏蔽方法等等。原研计划的中子科学研究不使用反应堆 ,而利用加速器产生 5 MW的质子束流 ,然后撞击水银靶产生快中子 ,最后利用这些中子进行研究。通过中子研究蛋白质的构造解析等生物技术和材料 ,并计划进一步研究…     

中国散裂中子源强流质子加速器设计、研制及调试运行

中国散裂中子源（CSNS）是基于强流质子加速器的大科学装置,通过高功率质子束流轰击重金属靶产生高通量中子用于开展中子散射研究,CSNS是世界上第四台、发展中国家第一台脉冲型散裂中子源。CSNS包括高功率强流质子加速器、中子靶站和中子谱仪以及相应的配套设施等。加速器由80 MeV负氢直线加速器、1.6 GeV快循环同步加速器及相应的束流输运线组成。CSNS加速器是我国第一台中高能强流高功率质子加速器,本文将介绍CSNS加速器的设计、关键技术、设备研制以及束流调试过程和其中关键问题。     

日本原研究小组解开质量分割之谜

【日本《原子能视野》2001年4月刊第46页报道】 日本原子能研究所1月30日宣布,其已在茨城县东海村的东海研究所内建成“中子标准校准设施”。该设施是用范德格喇夫静电加速器加速的质子轰击氘靶,并利用此时产生的中子来试验和校准各种能量的中子辐射。日本原子能研究所在利用该设施校正中子辐射测量仪的同时,开始进行中子辐射照射评价研究。 与该设施邻接的、以g射线为主体的射线标准设施已经调试完毕,与中子标准校正设施合起来建筑总面积约为4100 m2。该辐射测量仪校正设施是亚洲地区最大的设施,在世界范围内也是高水平的、综合性的辐射标…     

日本原子能研究开发机构开发出抗辐射橡胶

【日本《原子能产业新闻》2006年9月21日报道】通过改良橡胶缓冲材料与密封材料的抗辐射特性,日本原子能研究开发机构(JAEA)与早川橡胶公司合作开发出了抗辐射性能为传统橡胶材料5倍多的优良通用橡胶材料。本成果是JAEA与早川橡胶公司为JAEA与高能加速器研究机构在茨城县东海村共同筹建的高强度质子加速器设施(J-PARC)研发的新材料。一般情况下,能够在高辐射环境下使用的材料只限于无机材料以及某些具有化学苯环结构的高价有机材料,如果通用橡胶材料能够适用于高辐射环境,那么无论是在成本方面还是作业方面都将获得很大的改观。以前,…     

日本原子能研究所完成新式离子源验证实验

【日本原子能研究所网站2003年11月18日报道】 为了实现医疗用加速器系统的小型化,日本原子能研究所关西研究所光量子科学研究中心大道博行主任研究员率领的研究小组与东京大学、京都大学、广岛大学合作,利用东京大学原子能工程研究设施的激光系统,成功实施了发生高能质子的验证实验。 此项研究是在以放射医学综合研究所为中心的跨全日本的研究体制下,以实现医疗用加速器系统小型化为目的的研究项目的重要一环。该实验将来自小型高强度激光装置的超短脉冲激光（脉冲持续时间为50×10-15 秒）集中照射在含氢的金属薄膜上,脉冲激光的强度…     

国产改进型316L不锈钢辐照效应随剂量变化研究

加速器驱动洁净能源系统(ADS)是核能可持续发展的一种创新的技术路线。散裂中子源是ADS的三个主要组成部分之一,产生强度约为10~(18)s~(-1)(以中子数计),驱动临界堆。不锈钢常用作散裂中子源的束窗材料,也用作散裂中子源的靶材料。工作过程中不锈钢受到很强的高能质子和中子的照射,年位移损伤剂量可能达到100～200 dpa(每个原子的位移);不锈钢也是重要的快堆等的结     

高性能负离子源用于质子加速器

【日本《日本原子》2002年4月刊报道】目前,日本原子能研究所(JAERI)正在和高能加速器研究机构(KEK)一道开展高强度质子加速器设施项目。JAERI最近开发了一个负离子源,它是高强度质子加速器最重要的部件之一。 该项目涉及许多研究领域,例如,利用质子束照射靶产生的二次粒子对蛋白质中的氢和水进行分子结构分析。该项目的目的是产生一个功率为1 MW的束流,这个数字大大高于现有加速器的值。产生所要求束流的离子源应该引出比目前加速器使用的负离子源(60 mA或更高)的能量至少高3倍。 JAERI在核聚变应用中采用的大型负离子源的基础上,…     

7 W辐照效应随剂量变化研究

加速器驱动洁净能源系统（ADS）是核能可持续发展的一种创新的技术路线。散裂中子源是ADS的三个主要组成部分之一，产生强度约为10^18s^-1的中子，驱动临界堆。作为ADS系统的窗和靶材料，受高剂量的质子和中子辐照，其累积剂量率每年可以达到约200dpa。如此高的剂量，会产生严重的辐照损伤，导致ADS系统的故障或造成不堪设想的事故。钨用作ADS系统散裂中子源的窗和靶材料，需要对辐照损伤效应进行研究。本工作研究钨辐照损伤随辐照剂量的变化。现有中子和质子源强度低，不能直接用于ADS所遇到的高剂量的辐照效应研究，采用重离子辐照模拟方法研究高剂量中子或质子辐照在钨中产生的辐照损伤。     

国产改进型不锈钢氢气泡和钨辐射损伤随辐照剂量变化研究

在加速器驱动洁净能源系统中，钨和不锈钢是重要的散裂中子源的束窗和靶的候选材料。工作中受到高剂量质子或中子照射，将产生辐射损伤。辐照在材料中产生缺陷和气泡等，导致材料宏观性质的变化。材料的辐射损伤与辐照剂量、温度等密切相关。     

加速器驱动次临界系统的中高能质子轰击厚靶中子学实验研究

利用俄罗斯杜布纳联合核子研究所的高能加速器进行加速器驱动次临界系统 (ADS)靶区中子学研究。用 0 .5 33、1 .0、3.7和 7 4GeV质子轰击U(Pb)、Pb和Hg靶的测量结果表明 :U(Pb)和Pb与Hg靶的中子产额比分别为 ( 2 0 1± 0 1 0 )和 ( 1 76± 0 33) ,从获得较强中子的角度看 ,Hg作为ADS靶是不利的 ;沿厚 2 0cm靶的中子产额随入射质子穿透深度增大而下降 ,质子能量越低 ,中子产额下降越快 ,为在较大厚度范围内获得较均匀的中子场 ,质子能量不应低于 1GeV ;不同能量质子产生的次级中子能谱相近 ,但随质子能量提高 ,较高能量中子的比例逐渐增大。     

4 ADS次临界实验装置——启明星1#

加速器驱动的次临界系统（ADS）是嬗变放射性核废物、有效利用核资源及产生核能的装置。该系统包括中能强流质子加速器、外源中子产生器和次临界反应堆。当加速器加速的高能质子轰击重金属靶（如铅）时，与重金属靶核发生散裂反应，一个质子引起的散裂反应可产生几十个中子，用散裂产生的中子作为中子源作用于次临界反应堆上，次临界反应堆发生并维持链式反应，在一定功率下运行。因此，ADS概念一经提出就受到极大关注，被世界核能界公认为是目前解决大量放射性废物，降低深埋储藏风险的最具潜力的工具。     

AB-BNCT中子靶物理设计分析

质子加速器适用于为硼中子俘获治疗提供中子源,其中子源强及能谱较反应堆中子源更具可调性。中子靶物理计算分析是加速器中子源设计的基础,为其提供粒子能量、流强等参数需求分析,并为靶体结构尺寸设计、中子慢化和屏蔽分析等提供前端参数。本文利用MCNPX蒙特卡罗程序,通过对质子打靶的中子产额和能谱、靶体能量沉积、打靶后靶材放射性活度和中子出射空间角分布等进行研究,提出能量2.5 MeV质子轰击100～200μm锂靶的设计,并用模拟计算数据论证其合理性。该设计中子源在1 mA流强质子轰击下,源强可达9.74×10~(11) s~(-1);拟设计15 mA、2.5 MeV质子束产生的中子源,在治疗过程中靶材放射性活度累积最大值约为1.44×10~(13) Bq。     

国产改进型不锈钢的辐照损伤随辐照温度变化研究

不锈钢常用作散裂中子源的靶结构材料。散裂中子源系统是ADS系统中的重要组成部分之一，为驱动次临界装置提供源中子。在ADS散裂中子源系统中，不锈钢(S．S．)用于束窗及靶材料，材料将受到高能、高强度的质子或／与中子辐照，年积累位移损伤剂量可达几百dpa。不锈钢的辐照损伤与辐照温度及剂量有关。     

70MeV质子加速器产生的白光中子源强度和能谱的计算

用７０ＭｅＶ质子束轰击厚靶可产生白光中子源。选用金属钨作厚靶材料，应用适用于几十ＭｅＶ能区的核反应模型程序计算了中子能谱和角分布。结果表明：７０ｍｅＶ质子束在钨厚靶中终止前有４．６％的质子发生了反应，２００μＡ的７０ＭｅＶ质子束流产生的中子总强度为１．０１×１０１４Ｓ－１，中子平均能量为４．２ＭｅＶ，１０ＭｅＶ以上的中子强度为１．１５×１０１３Ｓ－１，高能中子主要在朝前的小角度区发射。     

keV能区单能中子参考辐射场核反应靶设计

质子轰击中等质量靶核是产生keV能区单能中子的一种常用方法。选择⁴⁵Sc(p,n)⁴⁵Ti反应中子源作为keV能区单能中子参考辐射场的中子源,利用FloWizard软件模拟大束流条件下核反应靶的温度分布,分析了影响靶温度分布的主要因素。利用Target程序模拟核反应靶出射中子能谱,分析了不同材料的散射中子本底。同时精细调节5SDH 2加速器端电压,测量了薄靶（Sc）的激发曲线,测量结果与NPL和PTB的接近。     

用于单粒子效应辐照实验的CYCIAE-100白光中子源研究

中子诱发单粒子效应会影响航空飞行器和地面核设施用电子器件的可靠性。基于质子加速器打靶产生的白光中子束是研究电子器件中子单粒子效应的重要中子源。通过开展辐照实验获取器件中子单粒子效应截面或阈值等信息,能够预测器件在中子辐射环境中的失效率,并为有针对性抗辐射加固提供数据支撑。中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器(CYCIAE-100)通过质子轰击W靶发生散裂反应可以产生具有连续能量的白光中子。本文基于核反应理论,采用蒙特卡罗方法模拟了100 MeV质子与W靶相互作用产生的中子的产额、能谱和角分布,模拟结果表明,平均1个100 MeV质子可以产生0.33个中子;中子能量范围为0～100 MeV,且随着能量的增加中子注量先增加后减小,峰值在1 MeV附近;沿质子束方向中子角分布具有轴对称性,且随着出射角的增加,中子注量先减小后增加,在90°时,中子注量最小。选取0°出射方向的中子束开展单粒子效应实验,采用基于双液闪探测器的中子飞行时间法测量白光中子能谱,获得了能量范围为3～100 MeV的中子能谱,且当质子束为100 MeV/1μA时,在距离W靶15 m处的中子注量率为3.3×10...     

加速器驱动洁净核能系统散裂靶辐射损伤研究——Ⅱ．气体产生

对加速器驱动洁净核能系统散裂中子靶和靶窗材料分别在中子和质子入射情况下氦气产生截面、氦气产生率以及氦气产生率与原子位移率的比值进行了研究。利用SHIELD程序模拟计算的结果与实验数据及其他程序的计算值符合很好。     

68 钽辐射损伤随辐照剂量的变化研究

在加速器驱动洁净能源系统中，钽是一种重要的散裂中子源的靶材料。工作中受到高剂量的质子和中子辐照。辐照在材料中产生缺陷和气泡等，导致材料宏观性质的变化。材料的辐射损伤与辐照剂量、温度等密切相关。本工作用重离子辐照模拟研究钽的辐射损伤随辐照剂量的变化。     

AB-BNCT中子靶物理设计分析

质子加速器适用于为硼中子俘获治疗提供中子源，其中子源强及能谱较反应堆中子源更具可调性。中子靶物理计算分析是加速器中子源设计的基础，为其提供粒子能量、流强等参数需求分析，并为靶体结构尺寸设计、中子慢化和屏蔽分析等提供前端参数。本文利用MCNPX蒙特卡罗程序，通过对质子打靶的中子产额和能谱、靶体能量沉积、打靶后靶材放射性活度和中子出射空间角分布等进行研究，提出能量2.5 MeV质子轰击100～200 μm锂靶的设计，并用模拟计算数据论证其合理性。该设计中子源在1 mA流强质子轰击下，源强可达9.74×10¹¹ s^-1；拟设计15 mA、2.5 MeV质子束产生的中子源，在治疗过程中靶材放射性活度累积最大值约为1.44×10¹³ Bq。     

宽能区中子雷姆仪初步设计

正中子剂量监测是辐射防护领域必要的常规监测项目。随着质子治疗、高能加速器、散裂中子源等设施的快速发展,当前国内外常用的为反应堆设计的中子雷姆仪(中子能量范围为热中子至20 MeV)已无法满足上述设施的需求。高能加速器产生的中子能量范围往往大于20 MeV,这时通