中子超镜的优化设计

中子超镜的主要光学性能指标是反射临界角,反射临界角通常由镍块体材料的全反射临界角的倍数m来表征。本文采用增加帽层、优化关键参数和引入新设计参数的方法,弥补了中子超镜算法在m≤1区域内的局限性,实现了包含较少膜对数K的大m值中子超镜结构设计。利用Nevot-Croce模型模拟了多层膜的非理想界面,讨论了多层膜表界面粗糙度对超镜反射特性的影响。结果表明,对m=3的Ni/Ti中子超镜仅需200个膜对,在制作工艺上,要求制备m=3的Ni/Ti超镜的膜层界面粗糙度应小于1.5 nm,以保证其反射率不低于80%。     

中子超镜技术及应用

介绍了Ni/Ti多层膜中子超镜的基本原理和特点,概括了中子超镜的研究内容与研究方法,包括理论设计、镀膜工艺、形貌结构和中子反射率及其稳定性评估等,在此基础上对影响中子超镜性能的可能因素及其原因进行了分析,阐述了中子超镜的国内外研究现状,展望了其发展趋势。同时,指出现阶段提升中子超镜综合性能的有效方法是进一步提高超镜镀膜基体材料表面的制造精度,优化超镜镀膜工艺过程参数和引入杂质元素来抑制超镜用双分子膜反射材料(Ni/Ti)间的相互扩散。     

中子单色器五轴姿态调整台的研发

单色器台是用来放置中子散射谱仪重要部件——中子单色器的装置。在中子散射实验中,单色器可起到把从反应堆引出的白光中子束单色化的作用。中子残余应力谱仪设计使用2个单色器：双聚焦Si单色器和平板Cu（220）单色器。     

CMRR中子自旋回波谱仪引束导管模拟研究

中国绵阳研究堆(China Mianyang Research Reactor,CMRR)采用由弯导管和直导管组成的引束导管偏转第三条冷中子管(C3)冷中子束第二端口(C32)上部区域内的中子束流,为自旋回波谱仪提供中子束。应用中子射线追踪程序McStas 2.5对引束导管进行蒙特卡罗模拟,从弯导管通道个数、曲率半径以及超镜因子三个方面,考察引束导管设计方案以验证其设计可行性。结果表明:1)弯导管通道个数设计值合理;2)弯导管曲率半径取值在谱仪与屏蔽体安装空间可接受情况下,应尽量大;3)弯导管超镜因子取2.5时,引束导管出口与样品处中子通量可达到最大强度。根据模拟计算结果,弯导管超镜因子设计值偏大,引束导管设计方案总体具有可行性。     

CoFeV/TiZr复合薄膜材料的极化中子反射实验研究

CoFeV/TiZr多层膜界面结构在其极化超镜产品中起着重要的作用。针对膜层需求设计、制备了不同结构的CoFeV/TiZr膜层样品,应用极化中子镜反射技术研究了CoFeV/TiZr复合薄膜材料的膜层结构,获得了薄膜材料的膜层厚度、界面粗糙度、界面扩散层等结构参数。结果表明,多层膜膜层界面粗糙度变化可采用粗糙度递增律进行描述,界面扩散约0.5 nm,膜层制备工艺基本达到预期目标。     

中子反射谱仪的闸门与直导管组合设计

为减少中子注量的损失,中子反射谱仪的设计通常需要采用中子导管来传输,最前端为中子束流闸门。论文采用Mcstas模拟计算软件,分别针对闸门通道内表面是否为吸收材料,采用多种组合设计模型进行了模拟计算。结果表明:闸门内表面选用超镜材料对闸门与直导管的组合传输性能有较大的提高,并且发散度增大不明显,这对于分辨率要求不是特别高,位于中子反射谱仪最前端的部件设计是非常有利的。经过多组比较分析,针对水平发散度要求较高的水平散射几何中子反射谱仪的前端组合设计,闸门内表面最好选择因子m=1.5或m=2的超镜,而不是吸收材料。计算给出了不同组合的模拟结果,结果可为相关中子反射谱仪闸门与前端直导管的组合设计提供理论参考。     

多层膜实验的中子反射率计算方法

本文从Parratt迭代关系出发,讨论了粗糙界面多层膜反射率的计算方法和中子反射实验中散射矢量分辨及其在数据分析中的考虑;比较了指数项法和划分薄层法两种不同界面粗糙度处理方法的异同和使用条件,并结合CoFe/TiZr合金多层膜极化中子飞行时间反射实验数据分析,比较了不同分辨率考虑方法对应的拟合情况.结果表明:当界面粗糙度与膜层厚度相当时,划分薄层法计算反射率是较合适的算法;波长、角度分辨分别考虑法优于散射矢量整体考虑法.     

中子反射数据分析技术

从中子反射基本原理出发,介绍了Fresnel反射、单层膜和多层膜中子反射理论以及膜层描述及反射率计算方法。讨论了中子反射实验数据分析基本方法,介绍了目前常用的数据分析软件Parratt32和NOD及其特点。针对CoFeV单层膜中子反射实验数据分析,给出了数据分析计算实例,结果表明:材料散射势直接影响反射率曲线全反射临界点位置,界面粗糙度则直接影响反射率随散射矢量的变化速度,而膜层厚度则决定振荡峰的疏密关系。     

~(91)Nb高自旋态的研究

在双幻数核附近,核子间的相互作用比较容易研究。大量的在N～50区的研究[1]表明:本核区的核素大多具有球形核结构,一些以88Sr作为核心的壳模型计算[2]与实验数据符合得很好。而91Nb的质子数和中子数分别为41和50,中子为闭壳结构而质子为接近子壳层的闭壳结构。故其形状接近球形核,具有明显的壳层结构,高自旋态呈现较强的粒子性[3]。实验采用76Ge(19F,xn)反应来布居91Nb的高自旋态。19F束流是由中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器提供的,束流能量为80MeV。靶由厚度为2.2mg/cm2的76Ge和10mg/cm2厚的铅衬组成。退激γ射线由15台HPGe-…     

常波长超小角中子散射谱仪设计

为探索常波长模式的超小角中子散射（USANS）谱仪技术,在广泛调研的基础上对USANS谱仪作原理设计,用Simres、NOP程序以及解析方法,进行了单色器/分析器的切槽单晶设计,谱仪前置单色器设计,并计算了谱仪最小Q分辨。结果表明,达尔文平台宽度影响谱仪的最小Q分辨,设计选取的Si单晶几个晶面的角度分辨足可使USANS系统的最小Q分辨达10^-5量级,在单色化的中子导管后端,USANS谱仪使用垂直聚焦单色器并不明显增加样品台注量率,为简化单色器结构及其加工,建议对单色化中子后端的USANS谱仪采用非聚焦前置单色器。     

改进型微堆初步设计研究

为扩展微型反应堆（微堆）的应用,利用MCNP4C程序对改进型微堆进行初步设计研究。在微堆堆芯水平方向一侧增加了热中子束流装置,引出1条水平热中子束流,用于瞬发中子活化分析、硼中子俘获治疗及其它中子实验。束流装置由石墨瓦、石墨慢化层、γ吸收层（铋）、束流准直器（中间为空气锥,周围为铅及含硼聚乙烯屏蔽层）等组成。几何结构示于图1。     

CoNi磁多层膜结构的极化中子反射研究

中子反射是一种研究表面和界面微观结构的新技术。极化中子反射已广泛应用于研究磁薄膜、磁超晶格等的微观磁结构,提供样品中核和磁散射长度密度分布信息,在表面化学、固体薄膜、表面磁学等方面的研究中起到了X射线反射等其它实验手段无法替代的重要作用。磁多层膜实验样品由首都师范大学制备,采用磁控溅射方法在60mm×25mm玻璃衬底上交替镀20层的Ni和Co。在镀膜过程中,施加外磁场以控制内禀磁矩的取向。极化中子反射实验测量在德国HMI的水平散射几何反射仪V14上进行,入射中子波长为0.475nm,准直狭缝宽度为1mm,准直狭缝间距离为1m,实验中所用样品为25mm×25mm。实验施加的外磁场     

起飞角连续可变的中子单色器屏蔽装置

单色器屏蔽系统是中子散射谱仪中的关键部件之一。大多数反应堆中子散射实验测量均须使用单色中子（具有特定能量或波长的中子）作探针。由反应堆引出的白光中子束的单色化过程由置于反应堆生物屏蔽外的晶体单色器来实现。当需要不同波长的中子时,可以通过改变单色器的起飞角2θM（入射束与出射束之间的夹角）来实现,为满足屏蔽要求并有效降低实验本底,必须在单色器周围和单色器之前中子的路径周围设置屏蔽,即设置单色器屏蔽系统。     

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。     

79 粒子激发X荧光分析研究良乡大气可吸入颗粒物PM2．5的来源

本工作利用澳大利亚核科学技术中心（ANSTO）2MV HVEE加速器上的粒子束分析（IBA）设备，以粒子激发X荧光法（PIXE）分析了北京市房山区良乡附中2005年1月27日-3月11日期间收集的15个PM25大气颗粒物样品，得到了中子活化分析方法难于测定的Si、S和Pb等几个元素的含量，并采用不同的方法进行了数据分析。     

Comparative and optimized studies on radiosynthesis of O-（2-[^18F]fluoroethyl）-L-tyrosine

O-（2-[^18F]fluoroethyl）_L-tyrosine （[^18F]FET）, one of radiolabelled amino acids, is a very promising brain tumor positron emission tomography （PET） imaging agent and holds clinical potential. This paper described out a comparative and optimized radiosynthesis of [^18F]FET, concerning three aspects of its two-step preparation method, including reaction components, heating methods and reaction models. As a result, good radiochemical yield （about 45%, no-decay-corrected） and radiochemical purity （more than 95%） were achieved, and total synthesis time of [^18F]FET was shortened within 20 min and radiation exposure time also decreased.     

SiO2(am)在FoCa粘土和MX-80粘土中扩散实验的模拟

不定形二氧化硅[Amorphous Silica，简称SiO2（am）]是高放废物玻璃固化体在处置后，发生降解的主要产物。对SiO2（am）在FbCa粘土和MX-80粘土柱中的扩散迁移进行了实验研究，结果显示：在粘土柱中有大量的SiO2（am）沉淀产生；土柱中总Si增加量与时间的关系基本为线性正相关关系。采用CRUNCH程序对上述扩散迁移实验进行了模拟，模拟内容包括：溶液和岩相中Si浓度变化、总的筋增加量与时间的关系以及实验期间孔隙率的变化；同时分析了有效扩散系数对结果的影响。结果说明，使用CRUNCH程序进行反应迁移模拟是可行的；但是实验中pH值测量时机不适当；另外由于土样本身Si含量较高，易对土柱总Si的分析结果产生影响，这些因素需进一步实验时改进。     

55 14．2MeV中子诱发^19F双微分截面的理论计算和分析

将适用于1p壳轻核的新的轻核反应理论模型推广到了2s1d壳核-^19F，计算和分析了入射中子能量为14．2Mev时中子诱发^19F反应的总出射中子双微分截面，与实验数据取得了很好的符合。详细分析了不同反应道出射的中子对总出射中子双微分截面的贡献，来自（n,2n）反应道的次级中子在低能端对总出射中子双微分截面的贡献占据主导地位，而^5He崩裂所产生的中子的贡献并不显著。     

肿瘤PET显像剂O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸的放射化学合成

放射性核素标记的氨基酸近年来已成为放射性药物领域的研究热点。O-（2-[^18F]氟乙基）-L-酪氨酸（[^18F]FET）从问世以来一直备受关注,是一种很有希望的脑肿瘤PET显像剂。本文选择“两步法”合成了[^18F]FET。首先,通过1,2-二对甲苯磺酸基乙烷的[^18F]氟化制备标记中间体,即烷基化试剂2-[^18F]氟乙基对甲苯磺酸酯;然后,L-酪氨酸的[^18F]氟乙基化合成了目标化合物[^18F]FET。总合成时间约为50min,放射化学产率为20％-30％（未经衰变校正）,放射化学纯度大于98％。     

基于14MeV质子回旋加速器的BNCT中子源实验终端设计

随着加速器技术的发展,基于加速器的硼中子俘获治疗装置越来越受到国内外关注。为了研究基于能量为14 MeV、流强为80μA的回旋质子加速器获得硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy,BNCT）中子源的可能性,利用Geant4软件对中子产生靶以及束流整形组件进行了优化设计,旨在获得理想的超热中子束实验终端。由于加速器的流强较低,增设了天然铀作为中子倍增器以提高中子注量。经过对铍靶、天然铀增殖层、AlF₃和TiF₃复合慢化体、热中子吸收层和γ屏蔽层等进行优化设计,在束流出口处能够获得超热中子占比高达95.6%,注量率可达6.26×10⁷n·cm^-2·s^-1的中子源终端。该方案可初步用于加速器BNCT中子源实验终端的技术验证。