大孔径厚针孔成像数值模拟研究

为解决cm级尺寸射线源的空间分布诊断，本文提出大孔径厚针孔成像方法。采用Geant4软件编写蒙特卡罗程序模拟5、10和15 mm大孔径厚针孔的成像过程，采用Matlab软件实现逆滤波、Wiener滤波和Lucy-Richardson复原算法，以均方根误差σ作为复原效果评判标准，优化了Wiener滤波信噪比参数和Lucy-Richardson算法迭代次数参数。将复原算法应用于不同孔径厚针孔的图像复原，发现理想逆滤波算法会引起噪声放大；Wiener滤波算法图像复原解存在较严重的伪影；Lucy-Richardson算法可获得清晰的复原图像。结合Lucy-Richardson算法的5、10、15 mm大孔径厚针孔成像获取的图像的σ是0.5 mm孔径传统针孔成像结果的1.15、1.21、1.26倍。结果表明，结合图像复原算法的大孔径厚针孔成像技术能获得与传统针孔成像接近的源图像测量结果，初步验证了该方法具有可行性。     

中国散裂中子源反角白光中子束斑测量

中国散裂中子源（CSNS）反角白光中子（Back-n）束斑品质是核数据测量和其他物理实验的基础。利用像增器脉冲选通特性和飞行时间法搭建了一套具有时间分辨能力的成像系统，其空间分辨小于1 mm，初步实现了束斑轮廓、尺寸和非均匀性等特性参数的测量和定量分析。在距散裂靶约55、75 m处测得束斑FWHM分别为55、63 mm，对应峰值强度约75%处束斑直径分别为50、60 mm，且束斑边缘陡峭，呈台阶状。分析表明，束斑轮廓、尺寸和非均匀性等特性参数均与中子能量无关，在束斑中心区域80%范围内非均匀性小于10%。测量结果表明，CSNS反角白光中子源物理终端具有较好的中子束斑品质，可开展较高精度的核数据测量。     

中国第一台高性能白光中子源——CSNS反角白光中子源及其应用

基于中国散裂中子源（CSNS）建设的我国第一台高性能白光中子源--反角白光中子源（Back-n）是国际上综合性能最好的白光中子源之一，能区范围覆盖meV～百MeV，飞行时间测量分辨率可在全能区达到1%以内，中子注量率国际领先。自2018年3月建成以来，Back-n已开展了一系列的核数据测量实验、探测器标定实验、中子辐射效应实验和中子照相研究，科研产出效率非常高，实验数据质量达到了研究要求，为我国多领域的科学研究和应用研究提供了一个强大的平台。本文对该白光中子源的性能特点、已投入运行和规划中的核数据测量实验谱仪进行了综述，并指出了主要应用方向。     

X-ray CCD相机在杆箍缩二极管X射线焦斑诊断中的应用

针孔成像法是诊断杆箍缩二极管X射线焦斑的常用方法。本文建立基于增感屏、光锥耦合、CCD相机的X-ray CCD相机系统,取代针孔成像法中基于闪烁体、物镜、CCD相机的图像获取系统,提高了诊断系统的紧凑性。对所建立的X-ray CCD相机系统的空间分辨能力进行了测试,系统的空间分辨能力受增感屏限制,使用铅制分辨卡测得系统的空间分辨率为5lp/mm,使用刀口法测得调制传递函数为0.5时的频率为1.5lp/mm。测试结果表明,在针孔成像倍率为0.5时,可满足1.5 mm左右的X射线焦斑诊断的需要。并开展了杆箍缩二极管侧面焦斑诊断实验,获得了侧面焦斑图像,且进行了图像复原处理。     

燃烧室雾化场全息图像分割方法研究

通过分析不同情况下雾化场全息图像中粒子数随阈值变化的规律,建立了基于粒子数变化的阈值估计算法,并给出不同情况下最优阈值的选择依据。针对粒径20μm以下的雾化场全息图像,选择粒子数随阈值变化的一阶微分最小值所对应的阈值为最优阈值。该方法已应用于超燃冲压发动机燃烧室雾化场实际测量工作中,并获得了较好的结果。     

有限宽全息干涉技术对等离子体电子密度的诊断

利用Nd:YAG激光器产生的1064 nm激光束(光斑直径为100μm,脉冲能量为60 m J,脉冲宽度为200 ps)聚焦击穿大气形成激光大气等离子体。采用全息干涉技术对激光击穿空气等离子体的电子密度分布进行了诊断,获得的无限宽条纹图直观反映了位移量的等位线,从有限宽条纹图获得了电子密度的分布,结果表明激光大气等离子体中各种离子和电子呈橄榄形分布,即沿激光束方向不对称,而垂直激光束方向对称分布,且最大电子密度为1018cm-3量级。     

强γ射线辐射场束流特性诊断

针对校准实验室内强γ射线辐射场束流应用及特性诊断需要,本文建立了辐射场束流特性模拟方法,设计了大面积快响应闪烁体与高速CCD相机组成的束流诊断系统。通过理论模拟及实验测量,在亚毫米位置分辨指标下,实现了对该辐射场内不同距离的束流均匀性、发散角、束流中轴线及快门渡越时间测量。     

方形闪烁光纤阵列出射荧光特性数值模拟

为对方形塑料闪烁光纤阵列的出射荧光特性进行分析,利用Geant4蒙特卡罗程序包将中子在闪烁光纤阵列中的能量沉积弥散过程和荧光（E≤100eV）在光纤内部的传播过程进行耦合输运模拟。分析14MeV中子入射点的位置对荧光强度分布的影响,找出计算闪烁光纤阵列调制传递函数的1个等效点。讨论了荧光强度分布、荧光收集效率与角分布之间的关系。以5cm厚闪烁光纤阵列为例,讨论了闪烁光纤阵列的调制传递函数和平板闪烁体的能量沉积分布函数、抽样函数之间的关系。结果表明,闪烁光纤阵列的调制传递函数近似可用平板闪烁体的能量沉积分布函数经函数rect(x,y)抽样后的结果作二维傅里叶变换得到。     

ANDOR SR-500型光栅光谱仪的波长校准方法

以低压汞灯的标准谱线为基准,采用MATLAB数值处理技术对ANDOR SR-500型光栅光谱仪的波长进行了校准。校准后测量谱与标准谱峰位一致性明显改善。采用校准后的光谱仪测量了上海硅酸盐研究所最新研制的LSO:Ce闪烁体在X射线照射下的发射光谱。实验结果与标称值一致性较好,峰值波长偏差小于2 nm。     

静电雾化场的数字全息实验研究

为了获取静电雾化场中雾滴的空间位置、尺寸和速度信息,利用同轴数字显微全息方法,设计并搭建了雾化场测量装置,横向测量范围Ø12.5mm,空间极限分辨率90.5LP/mm,能够实现直径8μm雾滴的测量。在该装置上,进行了单毛细管和多毛细管在稳定锥-射流模式下雾化场的测量,取得了不同流量下雾滴平均直径和平均速度随流量的变化关系。结果表明,该装置能够在单次测量中同时给出雾滴空间位置、尺寸和速度信息。该研究对于雾化参量的测量以及静电雾化研究有重要意义。