90°伴随粒子法D-D中子产额测量修正因子计算

开展了90°伴随粒子法D-D中子产额测量中的修正因子理论计算方法研究,基于MATLAB软件平台,开发了用于修正因子计算的计算机程序.计算给出了厚靶条件下,入射氘能量在20-700 keV范围,90°伴随粒子法D-D中子产额测量各向异性修正因子Rthick、中子和质子产额比(Yd,n/Yd,p)thick及总修正因子RY,并与早先的研究结果进行了对比,分析了计算结果的不确定度,总修正因子计算数据的不确定度约为2％.     

90o伴随粒子法D-D中子产额测量修正因子计算

开展了90o伴随粒子法D-D中子产额测量中的修正因子理论计算方法研究,基于MATLAB软件平台,开发了用于修正因子计算的计算机程序。计算给出了厚靶条件下,入射氘能量在20–700 ke V范围,90o伴随粒子法D-D中子产额测量各向异性修正因子Rthick、中子和质子产额比(Yd,n/Yd,p)thick及总修正因子RY,并与早先的研究结果进行了对比,分析了计算结果的不确定度,总修正因子计算数据的不确定度约为2%。     

含表面层的厚靶D-T中子产额计算

本文给出一种含表面层氚钛靶D-T反应中子产额的计算方法,并开发了相应的数值计算程序。以氧化层为TiO2为例,定量计算了D核在TiO2中的深度分布统计及透过率、200keV的D核穿过不同厚度TiO2的能量分布函数、D核入射含不同厚度氧化层TiT1.0的D-T中子产额和不同能量D核入射固定厚度氧化层TiT1.0的D-T中子产额。结果显示,中子产额随氧化层厚度的增加而减小,对于200keV的D核入射到含TiO2氧化层的TiT1.0厚靶,当TiO2厚度为0.1μm时,损失约10%的中子产额,厚度为0.2μm时,损失约20%的中子产额。本方法可推广到其他类型表面层(如污染层、保护层等)的中子产额计算,可用于中子发生器用靶的结构设计和中子产额评估。     

D-D中子源产额的大角度伴随质子监测技术研究

利用伴随质子法对D-D源中子产额进行了监测,选择了双叉管靶室和三叉管靶室,在与入射D 束成90°、135°和178.2°的三个方向上,获得了伴随质子谱和中子产额,确定了进行准确的产额监测的实验条件,实验表明在大角度方向(178.2°)进行产额监测是可行性的.对实验结果及其不确定度进行了分析和讨论.     

用大角度伴随粒子法测量聚变中子产额及其校对实验

描述了用大角度（178.2°）伴随α粒子方法测量绝对D-T 聚变中子产额及其校对实验。为此,设计和加工了一套三叉管校对靶室,α粒子探测器分别置于与D∧ 束成90°、135°和178.2°的方向上,测量和比较了三个方向的α粒子谱和绝对中子产额。分析了实验误差来源,并对实验结果进行了讨论。     

D-T中子源的反冲质子望远镜模拟研究

为了设计用于监测D-T中子产额的反冲质子望远镜系统,采用MCNP程序模拟了14MeV中子在不同厚度的聚乙烯膜上产生的反冲质子的产额、能谱及角分布,通过对反冲质子的产额、能谱和角分布数据的分析,给出了用于D-T中子产额监测的反冲质子望远镜系统的聚乙烯膜最佳厚度和探测器放置位置。建立了D-T中子源模型,模拟设计了反冲质子望远镜系统,并给出了系统的探测效率。     

DPF装置脉冲中子测量技术研究

研制了用于DPF装置脉冲中子产额和波形监测的脉冲中子飞行时间-闪烁探测系统。在中国原子能科学研究院高压倍加器上采用电流法和脉冲中子飞行时间方法标定了该系统的D-T和D-D中子灵敏度。根据测量的光响应函数,采用Monte-Carlo方法模拟了塑料闪烁探测器的中子能量响应,由此对中子灵敏度标定结果进行了能量响应修正。利用研制的闪烁探测系统对ING-103型DPF装置的D-T脉冲中子产额和时间波形进行了实验测量,并对测量结果进行了分析和讨论。测量的DPF装置D-T脉冲中子产额在1×109–2×109n/shot之间,中子时间波形的半高宽约为9ns。     

钻井内脉冲工作的密封中子管中子产额监督

一、引言在高压倍加器上,由T(d,n)~4He反应发射中子产额通常用伴随α粒子、反冲核和慢化法等各种方法测量。在地面上使用的中子发生器(抽气式和密封式),由T(d,n)~4He反应产生的中子一般用活化片法进行测量。至于在勘探钻井内使用密封中子管,其中子产额如何测量,是目前正在研究的课题。我们采用的是密封型中子发生器,以脉冲态在勘探钻井内工作,它在工作期间输出的中子产额随工作时间的增加而缓慢下降,而且还可能由于外电源电压不稳引起中子发生器的高压波动,使得中子产额也在变化,为此必须对中子发生器在工作时的中子产额进行监督。     

63Cu活化法测量107 DT脉冲中子产额

介绍了用63Cu活化法绝对测量产额在107左右的脉冲中子的实验方法,给出了脉冲产额的计算公式,对其测试系统的DT中子灵敏度进行了标定,给出了脉冲中子产额绝对测量数据,分析了其测量不确定度来源,获得了不确定度为12%(k=1)的实验结果.     

脉冲测量中的统计涨落对中子产额测量的影响

介绍了在用PMT闪烁探测器测量脉冲中子产额时,由于粒子的统计涨落而使脉冲波形呈现毛刺现象。根据实验中获得的实验数据,从实验和理论两个方面分析了统计涨落对产额绝对测量的影响。评定了在一定测量不确定度范围内脉冲中子产额绝对测量的准确性。     

兰州大学的中子发生器研制及应用展望

1988年兰州大学成功研制了3×10¹² s^-1的ZF-300强流中子发生器,主要用于核数据测量、材料辐照损伤等研究。为进一步开展活化法中子核数据测量、裂变物理等研究,兰州大学启动了基于倍压加速器的ZF-400强流中子发生器研制工程,该中子发生器的设计指标为D束流能量400 keV、D束流强度大于30 mA、D-D中子产额大于5×10¹⁰ s^-1,D-T中子产额大于5×10¹² s^-1。在裂变物理研究方面,已成功发展了描述裂变核断点裂变势的势驱动模型（potential-driving model）,并开展了中子诱发典型锕系核素裂变发射中子前裂变产物的质量分布计算研究;将potential-driving model植入Geant4程序,发展了用于裂变发射中子后裂变产物质量分布、动能分布、裂变中子能谱等模拟的蒙特卡罗方法,并开展了可靠性评估研究;研制了一套用于裂变产物实验测量的双屏栅电离室（TFGIC）,并完成了初步实验测试。在中子应用技术方面,为满足小型化中子应用技术系统的研发需求,兰州大学成功研制了长度984 mm、直径234 mm的紧凑型中子发生器,通过在引出加速电极和靶之间加电阻的方式产生偏置电场,实现对靶上二次电子的抑制。在自注入靶条件和150 keV氘束流能量下,D-D中子产额可大于5×10⁸ s^-1,该中子发生器已具备产生D-T中子产额大于10¹⁰ s^-1量级的潜力。完成了基于紧凑型D-T中子发生器的快中子准直屏蔽体的设计,并研发了基于微通道板的快中子成像探测器,初步D-T快中成像测试显示,图像空间分辨率约为500 μm。开展了基于紧凑型D-D中子发生器的核燃料棒²³⁵U富集度及均匀性检测系统研发,仿真研究表明,在D-D中子产额5×10⁸ s^-1条件下,对核燃料棒中10%范围内的²³⁵U富集度相对变化的检测置信度可达到99%。     

14 MeV中子注量率测量技术比对研究

对伴随α粒子法测量DT中子源中子注量系统的稳定性及重复性进行了检验。通过铁活化法与伴随粒子法得到的中子注量相比较,完成了预备实验。用4πβ(PC)-γ符合标准装置测量活化后的铝箔的方法与伴随粒子法监测的中子注量率比对,两者偏差小于伴随粒子法的扩展不确定度,其中伴随粒子法标准不确定度为1.6%,铝活化法标准不确定度为1.8%。     

用伴随粒子法测量加速器聚变中子注量率

用伴随粒子法测量加速器聚变中子注量率。采用金硅面垒半导体探测器测量α粒子。对靶室设计、氘束束流、氚靶等提出了技术要求。重点介绍了得到最佳α粒子能谱的方法。对测量中重要的修正因子也尽可能作详细介绍。给出了测量数据处理和计算的公式或方法。指出目前达到的测量误差在1％～1.5％。     

用伴随粒子法测量加速器聚变中子注量率

用伴随粒子法测量加速器聚变中子注量率。采用金硅面垒半导体探测器测量α粒子。对靶室设计、氘束束流、氚靶等提出了技术要求。重点介绍了得到最佳α粒子能谱的方法。对测量中重要的修正因子也尽可能作详细介绍。给出了测量数据处理和计算的公式或方     

兰州大学的中子发生器研制及应用展望

1988年兰州大学成功研制了3×10¹² s^-1的ZF-300强流中子发生器,主要用于核数据测量、材料辐照损伤等研究。为进一步开展活化法中子核数据测量、裂变物理等研究,兰州大学启动了基于倍压加速器的ZF-400强流中子发生器研制工程,该中子发生器的设计指标为D束流能量400 keV、D束流强度大于30 mA、D-D中子产额大于5×10¹⁰ s^-1,D-T中子产额大于5×10¹² s^-1。在裂变物理研究方面,已成功发展了描述裂变核断点裂变势的势驱动模型(potential-driving model),并开展了中子诱发典型锕系核素裂变发射中子前裂变产物的质量分布计算研究;将potential-driving model植入Geant4程序,发展了用于裂变发射中子后裂变产物质量分布、动能分布、裂变中子能谱等模拟的蒙特卡罗方法,并开展了可靠性评估研究;研制了一套用于裂变产物实验测量的双屏栅电离室(TFGIC),并完成了初步实验测试。在中子应用技术方面,为满足小型...     

厚铍靶9Be(d,n)反应中子产额测量

能量在3MeV以下厚靶D-Be反应的中子产额实验数据至关重要,但较为缺乏。本工作在北京大学4.5MV静电加速器上对氘束轰击厚铍靶的中子产额进行测量。对入射氘核能量在0.35~2MeV之间的若干能量点用长中子计数管进行了0°方向中子产额、中子角分布及中子总产额的测量。与已有的测量结果和经验公式进行了比较,并拟合出氘束轰击厚铍靶中子总产额的经验公式。     

1.4MeV-5MeV中子诱发~(238)U裂变产额测量

~(238)U裂变产额测量工作在核数据测量中有着重要意义,本工作利用2.5MeV质子静电加速器产生的1.4MeV-5MeV单能中子诱发238U裂变,通过对裂变产物放射性的测量对裂变产物核素~(135)I、~(133)I、~(105)Ru和~(91)Sr的产额进行了测定。照射过程中中子通量用活化法确定。分析了影响实验测量的多个因素,包括用MCNPX程序对中子在靶头及样品中的多次散射和自屏蔽效应进行了修正,对γ射线在样品中的自吸收进行修正等。得到产额数据典型误差为3.5%,最后把测量结果与已有的裂变产额数据进行比对。     

用BF3探测器阵列测量"神光Ⅱ"辐射驱动DD中子产额

利用激光辐射驱动充纯氘燃料的内爆靶丸,完成了"神光Ⅱ"激光装置辐射驱动内爆出中子实验.通过BF3探测器阵列测到了DD中子产额.中子产额103～105,测量误差±20%到±100%.实验结果表明燃料中加杂质后,中子产额明显下降.     

阵列BF3计数器制作与性能研究

设计和实验研制了用于脉冲中子源中子产额绝对测量的阵列BF3 计数器,并在加速器上进行了DT中子灵敏度标定实验。给出了该计数器测量DT脉冲中子产额的测量结果和测量不确定度,并与其它测量方法的测量结果进行了比较。实验验证了BF3 设计的可行性和DT脉冲中子产额测量数据的可靠性。     

NFM在ITER中的中子学计算

NFM是一种重要的中子学诊断设备。它可以对ITER聚变中子产额进行实时测定。ITER在运行过程中子产额高达1021n/s,因此对放入其中的设备均需进行相关的中子学计算。采用MCNP程序,用MCAM构建了NFM模型,并将它放入ITER40度模型中进行相关中子学计算。最终得到NFM所在位置的中子和光子能谱分布,NFM中裂变材料的裂变速率,主要部件的能量沉积和温升效应。