中子粉末衍射谱仪导管选型设计与计算

由于中子粉末衍射谱仪新导管需要确定选型,用McStas模拟软件计算了不同宽度和超镜因子的三类弯导管对特定波段中子的传输效率,从中选择了三种传输效率较好又满足现场安装条件的弯曲导管做了更进一步的计算,为了比较不同形状导管的性能和对谱仪性能的影响,同时也计算了直导管和锥型导管。五种导管对分辨率影响计算中,最小晶格分辨可达3.5‰左右。综合考虑结果表明,选取弯曲导管比较合适。     

中子衍射应力分析谱仪模拟实验

利用蒙特卡洛模拟程序SIMRES对中子衍射应力分析谱仪进行模拟实验.首先比较了V5Cr - 5Ti合金和α-Fe样品对应的探测器记录的中子强度.然后对无应力状态下的α-Fe平板贯穿扫描,得到完全沉浸和不完全沉浸时赝偏移变化曲线.     

中子衍射应力分析谱仪的模拟和优化

本文选择中子散射谱仪蒙特卡罗模拟软件McStas作为研究工具,对中子衍射应力分析谱仪各部件,包括中子导管、单色器、准直系统进行模拟和优化。研究结果可为中子衍射应力分析谱仪建设提供必要的参考数据,对中子衍射应力分析技术的发展有一定促进作用。     

针对铁样品的中子衍射应力分析谱仪模拟实验

利用丹麦RISΦ国家实验室和法国ILL研究所共同开发的蒙特卡罗程序McStas模拟计算了在完美硅单晶双聚焦单色器不同起飞角(10°~120°)下α-Fe样品(110)面的衍射峰强度和半高宽,由此计算了品质因子的值。模拟了固定起飞角为50°时α-Fe样品多个衍射面的衍射峰强度和半高宽。最后考察了圆柱形样品的半径对强度和半高宽的影响。模拟结果可为中子衍射应力分析谱仪的设置和运行提供必要的参考数据。     

60 中子残余应力谱仪2005年度工作进展

位于瑞典Studsvik的反应堆已经关闭，其堆旁的1台国际先进水平的中子残余应力谱仪REST要赠送给我国。     

反应堆上应力测量谱仪的优化设计

主要是针对稳态堆上专门做应力测量的两轴谱仪优化设计的研究。首先介绍了研究布拉格峰的宽度和强度的公式;讨论了两种不同情况下-放置在中子导管上和束导管上的应力谱仪,对于给定的分辨率,如何选择准直器的发散度和单色器的镶嵌角。     

半导体夹心谱仪测量裂变中子能谱的不确定度

本文通过对中子能谱的不确定度的阐释,明确提出了中子能谱的不确定度应理解为能区份额或某一能量范围内中子注量(率)的不确定度。以6 Li夹心半导体中子谱仪测量CFBR-Ⅱ堆泄漏中子谱为例,对3个典型能区的中子注量率谱的不确定度进行了分析。当全谱中子注量率为3.00×107 cm-2·s-1时,0~20keV能区内的中子注量率为5.70+2.38-0.33×105 cm-2·s-1(不确定度中的包含因子k=1),0.59~0.61MeV能区内的中子注量率为(4.32±0.87)×105 cm-2·s-1(k=1),4.99~5.01MeV能区内的中子注量率为0.094+0.028-0.022×105 cm-2·s-1(k=1)。     

中国先进研究堆中子残余应力谱仪校准

为校准中国先进研究堆（CARR）中子残余应力谱仪,获得一维位置灵敏探测器（PSD）的灵敏度系数、位置坐标与衍射角的几何关系及零点等参数,设计了校准实验和软件,并将获得的校准参数用于标准Fe粉前4个衍射峰的数据预处理,校正衍射峰位与计算衍射角的差值符合残余应力谱仪的误差要求。结果表明,该工作能准确获得校准参数,并可用于CARR中子残余应力谱仪的数据预处理。     

中子残余应力谱仪测控软件开发

根据应力测量的特点,参考了国外同类软件的功能和步骤,使用虚拟仪器软件Labview,在已有硬件的基础上,完成了中子残余应力谱仪测控软件的开发。     

中国先进研究堆中子残余应力谱仪实验软件设计

设计开发了中国先进研究堆（CARR）中子残余应力谱仪的实验软件。基于中子衍射法测量了残余应力的基本原理和谱仪构型,分析了中子残余应力测量方法,提出了残余应力测量所需的功能。在谱仪运动控制和数据采集系统的基础上,设计了各项功能的流程方法,并使用LabVIEW语言编写了相应的程序。利用中子束全面测试软件的各项功能,完成了CARR中子残余应力谱仪实验软件的设计开发。     

中子应力谱仪双聚焦Si单色器设计、模拟与测试

本文对中国先进研究堆中子应力谱仪使用的双聚焦Si单色器进行了设计、模拟和测试。采用SIMRES模拟程序确定了单色器垂直曲率及Si片厚度的最优值,并得到品质因数与散射角、单色器水平曲率和波长的依赖关系。实际测试结果表明,与平板Cu单色器相比,使用双聚焦Si单色器样品处中子强度提高了15倍。     

CARR中子残余应力谱仪的设计与应用

中国先进研究堆(CARR)旁的中子残余应力谱仪是我国第1台利用中子衍射方法测量残余应力的设备。它的样品台及部分附属设备从瑞典引进,结合CARR的实际情况,完成了概念设计、物理设计及机械加工,目前谱仪正在调试中。新的单色器屏蔽体起飞角在41°～109°连续可变,采用五维姿态调整台,方便灵活地调整单色器的位置。使用双聚焦Si(311)单色器,谱仪的分辨可以达到0.2%。一维中子位置灵敏探测器ORDELA1128N的主要指标与REST上使用的ORDELA1150N的相比有了很大改进。谱仪的附属设备多样,具备开展织构测量和材料原位拉伸等实验研究的能力。     

应力测量中子衍射谱仪聚焦单色器的模拟

为提高样品处入射中子束强度,满足高分辨和小体积标样测量的需要,应用MCSTAS软件对中国先进研究堆上应力测量中子衍射谱仪的核心部件垂直聚焦单色器进行模拟和优化设计,得到了单色器在不同起飞角下的最佳聚焦条件,即所需的曲率半径和相邻单晶条之间的最佳倾角。在此条件下,可获得相对于平板单色器6~7倍的强度增益,样品处中子注量率达10⁷cm^-2•s^-1以上。在使用聚焦单色器的情形下,对标准的α-Fe多晶样品在无应变、拉应变和压应变下的(211)衍射峰进行了模拟。结果表明:该谱仪的分辨水平至少能测量500με以上的应变,且应变测量最高精度约为20με。     

中子应力谱仪常用聚焦单色器的模拟与比较

用蒙特卡罗中子射线追踪程序McStas对中子衍射应力谱仪单色器部件进行模拟优化:以Cu(220)比较了单色器起飞角和准直系统对样品处中子注量率、分辨率的影响;计算得到给定条件下单色器最佳单晶条数和镶嵌度;单晶条倾角精度建议好于0.1°;计算了Cu(222)、(220)和(002)在不同起飞角情况下获得的中子注量率;相同条件下,Cu和Ge常用晶体单色器中以Cu(220)获得的中子注量率最大,而Cu(222)获得的波长分辨率最佳。     

材料与构件深部应力场及缺陷无损探测中子谱仪热中子导管概念设计

针对中国先进研究堆（CARR）正在建造的材料与构件深部应力场及缺陷无损探测中子谱仪所需的热中子导管,开展模拟计算与概念设计。首先根据CARR内的现场情况和该谱仪的整体要求设计热中子导管的内部截面尺寸为90 mm×160 mm,整体长度为19.7 m,导管长度分为3组;然后根据这些参数开展蒙特卡罗模拟,通过比较导管镀层的特征增殖因数m分别为1、2、3、4、5、6时导管末端的中子强度二维空间分布、水平方向发散角分布、波长分布等主要性能指标的模拟结果,选定m=3,并以此完成了导管的参数设计。     

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。