脉冲强磁场高功率脉冲电源系统研制

本文介绍了用于脉冲强磁场大功率电源系统工作原理及研制工作。该系统由58台55心电容器提供1．0MJ储能，采用真空合闸开关作为主放电开关，由大功率二极管和电阻串联构成续流回路。整个脉冲电源系统可以输出最大脉冲宽度30ms，峰值30kA可调脉冲电流，以适应不同参数脉冲磁体实验需要。初步实验已达到30ms脉宽、35T脉冲磁场，该脉冲电源系统工作稳定可靠，具有抗干扰能力，达到设计参数要求，为今后更高参数脉冲强磁场科学实验装置研制提供了重要参考。     

应用电流型脉冲技术精确测量ms级脉冲中子束时间谱的方法研究

概述了一类ms级脉冲中子束的产生背景、辐射特征及探测难点,提出了精确测量该类脉冲中子时间谱的电流型脉冲技术测量方法,在稳态X射线机上初步摸索了电流型脉冲计数方法用于聚变中子飞行时间谱测量的可行性;在西安脉冲反应堆上进行了电流型脉冲计数方法的模拟验证。结果表明:采用电流型脉冲技术测量ms级脉冲中子时间谱的精度最高可达ns级。     

一种快速准确有效的面积谱获取方法

在脉冲辐射测量中,为了获取精确的辐射脉冲面积谱需要完整的脉冲信号信息,针对普通数字化多道无法实现直接对辐射探测器输出的脉冲信号进行完整采集,介绍了一种快速准确有效的辐射脉冲信号面积谱获取方法。通过结合高采样高带宽率数字示波器和仪器远程控制、数据采集处理上位机软件,可实现对高计数率、高宽带的脉冲信号实现自动采集,并利用软件批处理的方式实现数据的重建和面积信息获取,最后完成脉冲信号面积谱的自动统计生成,可大大提高辐射脉冲测量工作的效率。     

ms级脉冲中子束时间谱探测技术研究

本文概述了一类ms级脉冲中子的产生背景、辐射特征及探测难点，提出了精确测量这类脉冲中子时间谱探测技术，包括电流型脉冲技术测量方法和能够降低γ/n强度比的层叠式探测器设计方案，并在脉冲反应堆上对这种探测技术进行了验证性实验，结果表明：该技术对ms级脉冲中子时间谱的测量精度可达ns级。     

基于脉冲面积分析法改善(谱分辨率研究

尽可能减小噪声对γ谱分辨率的影响是γ能谱数据获取与处理的关键,传统的脉冲高度分析方法对于已有的脉冲信号噪声的抑制具有局限性.基于高速波形采样技术,提出采用脉冲面积分析方法获取γ谱,利用脉冲面积求和的方法,相当于对噪声信号进行多次采样求和平均,可以有效抑制噪声的影响.通过仿真模拟和实验测量,说明该方法对提高γ能谱分辨率具有显著的效果,可以成为一种有效的分析方法.     

可编程快脉冲电源的研制

介绍了一种脉宽在0.45–8.5μs、幅度在100–300 V内可调,脉冲上升时间<30 ns的电源研制方案,阐述了电源的工作原理及调试过程。实验结果表明,设计的快脉冲电源稳定性高、电路简单。     

质子治疗装置脉冲电源研制

上海质子治疗装置项目中质子注入系统凸轨磁铁需要脉冲电源励磁,要求两台电源脉冲峰值幅度可调和波形一致,且运行可靠。本文介绍了凸轨磁铁脉冲电源的设计和测试。脉冲电源电路采用LC串联谐振作为脉冲成形发生电路,电路设计可调电感用于调整波形脉宽。晶闸管为电流开关,快恢复二极管串联晶闸管弥补大功率晶闸管的关断延迟和下冲,并增加饱和电抗器抑制励磁电流反向电流尖峰。测试结果表明,当励磁电流峰值为3 732 A时,励磁电流触发抖动小于±25 ns,励磁电流峰值重复稳定度小于0.1%,反向电流尖峰下降为峰值电流的3.75%,快恢复二极管和饱和电感器对抑制励磁电流反冲的效果明显,满足了设计要求。     

n-γ分辨应用于252Cf自发裂变中子飞行时间谱测量

使用液体闪烁体BC501作为快中子探测器，对应用脉冲上升时间法符合甄别^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的γ射线的效果进行研究。实验测量了γ射线和能量大于1MeV的^252Cf自发裂变中子的脉冲上升时间分辨谱，分辨优质因子M达到4．6。符合甄别了中子能量下阈分别为0．5、0．8和1MeV时的^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的7射线，与未符合时相比，γ甄别率在99．90％以上。     

聚乙烯样品泄漏中子谱的测量

聚乙烯（CH2）n只含有C、H两种元素,是理想的中子慢化材料。C、H的评价数据比较精确,因此,通过实验测量聚乙烯样品的泄漏中子谱,不仅可以验证对应的中子输运程序,还可以建立起对泄漏谱实验测量系统的检验方法。在中国原子能科学研究院600kV高压倍加器上,利用D．T反应产生的14MeV单能脉冲中子源,通过飞行时间法,测量了中子通过尺寸为1m&#215;1m,厚度为I／2自由程、1个自由程、2个自由程和3个自由程的大块聚乙烯样品的泄漏中子谱,实验安排由图1所示。     

低强度脉冲中子束的数字式n/γ分辨测量

针对低强度脉冲中子束测量,使用高速数字示波器作为数据采集设备,配合BC501A液体闪烁体探测器组建了数字式脉冲形状甄别(Digital Pulse Shape Discrimination,DPSD)测量系统,实现了中子的n/γ分辨测量。系统工作时采集并存储探测器输出的中子与γ射线的脉冲波形及其记录时刻,利用DPSD方法甄别中子实现了中子脉冲高度谱统计;系统具有连续记录和具备时间戳的采集窗记录两种工作方式以适应不同的脉冲中子束强度,并通过分析数据记录中脉冲波形的位置或时间戳,实现了中子事件的时间信息统计。使用该系统在Am-Be中子源上使用采集窗工作模式开展了实验,成功获得中子脉冲幅度谱、中子时间谱以及n/γ甄别谱。     

DPF脉冲X射线能谱测量

采用滤光法对ＤＰＦ脉冲Ｘ射线源的Ｘ射线能谱进行了测量,取得了较好的结果,为辐尖环境测量提供了一种手段。     

SSE在中子脉冲序列核信号实时频谱分析中的应用

为解决中子核信号频谱分析中快速傅立叶变换(FFT)高速计算的实时性关键技术问题,本论文针对用于频谱分析的中子脉冲序列信号本身所具有特殊"0、1"结构的特点,构造旋转因子表,采用SSE指令对算法优化设计,研究了一种仅需加法和寻址运算的FFT快速算法,实现了基于PC平台,在1 GHz采样率下中子脉冲序列信号的FFT实时频谱分析处理工作.性能测试结果表明,在中子脉冲计数率为3×106 s-1时,与相应的FFTW算法相比较,该算法所需的计算时间(效率)提高了517%.其中,SSE指令的优化设计可使算法的计算效率提升209%,满足了中子脉冲序列核信号频谱分析时对实时性的要求.     

基于高斯函数分布的数字化能谱模拟软件在X荧光分析中的应用

本软件利用高斯函数的正态分布特性对XRF标准谱进行数字脉冲模拟和D/D转换.模拟生成的XRF谱与仪器实际谱进行峰型对比,即将两幅图作一定比例的缩放后叠加,计算相对最大和最小漂移距离以此确定XRF谱与仪器的情况,值差越小表明仪器精度越高.     

Wakefields studies for the SXFEL user facility

Besides the original seeded undulator line,in the soft X-ray free-electron laser (SXFEL) user facility in Shanghai,a second undulator line based on self-amplified spontaneous emission is proposed to achieve 2-nm laser pulse with extremely high brightness.In this paper,the beam energy deviation induced by the undulator wakefields is numerically calculated,and 3D and 2D results agree well with each other.The beam energy loss along the undulator degrades the expected FEL output performances,i.e.,the pulse energy,radiation power and spectrum,which can be compensated with a proper taper in the undulator.Using the planned time-resolved diagnostic,a novel experiment is proposed to measure the SXFEL longitudinal wakefields.     

64路事件不丢失12位时间数字变换器

本文介绍一种新型智能化的时间数字变换器。它由一个公共触发信号起动变换,可接受64路时间间隔的测量,对于多路同时事件不会造成事件丢失。仪器具有较高的自动化程度,尤其适用于要求低本底的时间谱的测量场合。     

Effects of Spatial Harmonics on Power Distribution in Accelerator Driven Subcritical Cores

A method for solving the time-energy-dependent diffusion equation was devised to appreciate the effect of spatial harmonics on the power distribution in a subcritical graphite-moderated core with a pulsed fast neutron source. An instantaneous power peaking factor (IPF) was calculated using the thermal neutron flux thus obtained, to characterize the power distribution in the core. In case of a 50-cycles-per-second injections of fast neutron pulses of 3 ms pulse width, it was indicated that the value of IPF increased by 4.1 times with the decrease in the multiplication factor from 0.9951 to 0.9762, accompanying fuel burnup. To appreciate the dependence of the core power distribution on the spectrum hardening of the thermal neutron flux caused by injections of pulsed fast neutrons, comparison was made between the value of IPF and that derived from the time-dependent-one-group diffusion theory where the spectrum hardening of the thermal neutron flux was ignored. It was indicated that the disregard of the spectrum hardening of the thermal neutron flux resulted in the low estimate of IPF that changed from ?1% to ?14% with the decrease in the pulse width of pulsed fast neutrons from 3 ms to 0.15 ms.     

基于数字化多道谱仪的能谱计数率修正方法

受死时间影响,数字化多道谱仪(DMCA)γ能谱会发生一定程度的计数率损失,给后续的γ能谱分析带来一定的误差,因此必须对产生计数率损失的γ能谱进行修正。在数字化多道谱仪死时间模型的基础上利用Lambert W函数建立真实计数率关于实测计数率的闭式解;给出DMCA系统计数率限值的定义与快成形通道死时间最优阈值的理论计算,并结合快成形通道检测出的有用脉冲信号作为计数率修正的依据;在此基础上,提出了一种γ能谱计数率修正方法。实验结果表明该方法可有效克服因高计数率造成γ能谱计数率损失的不利影响;在输入DMCA系统(采用LaBr₃(Ce)探测器)的计数率小于1.8 Mcps的范围内使修正后的特征峰净计数率的相对固有误差控制在9%以内,并且特征峰净计数率与剂量率的线性相关系数在0.995以上,拓宽了数字化多道谱仪的应用范围。     

西安脉冲堆脉冲参数测量装置研制

介绍了我国自主研制的第一套商用脉冲反应堆脉冲参数测量装置（西安脉冲堆脉冲参数测量装置）的设计方案、系统组成、工作原理、技术特点和应用情况。该装置是西安脉冲反应堆主控室控制台的主要仪表之一，具有脉冲参数测量和堆保护功能。装置采用微电子和计算机技术，实现了对反应堆脉冲工况下堆功率变化、脉冲波形与多个参数的实时自动测量与显示，并在功率超限时向反应堆保护系统和报警系统发出信号。文中对装置的工作特性做了描述，并对现场调试和运行情况作了简要介绍。     

谱估计方法在大型实验装置地基振动测量中的应用

大型物理实验装置为获得高品质的强流脉冲电子束流,通常对地基振动都有较高的要求。详尽的地质振动状况分析是装置选址的重要前提。本文针对某装置待勘区域实际地质条件和周围人文环境,首先简要介绍了测点布设、振动测试系统的基本组成,然后通过分阶段测试比对试验对某装置待勘区域进行实际振动测量,最后应用谱分析的方法对区域内不同时间段、不同方向的测量数据进行分析,评估选址位置是否合理。数据结果表明,待勘区域在5μm·s~(-1)以上速度被95%概率检测,垂直方向位移振幅谱在185 nm,水平方向大于垂直方向约60 nm,物理实验表明,进一步基建过程中应采取适当的减震措施降低垂直位移幅度。     

Bubbles in the sensing line of nuclear power plant pressure transmitters: the shift of spectrum resonances

Noise analysis is a valuable tool when applied to predictive maintenance problems in nuclear power plants. When focused to the capacitive pressure sensors it can detect the presence of undesirable bubbles in the sensing line. From the noise signal power spectrum density a resonant peak shifting towards the lower frequency region, due to bubbles appearance, is observed. In this work an explanation for the peak displacement is given; besides, a method to estimate the void fraction from the shift is developed. Both results benefit the on-line maintenance of pressure sensors without disturbing plant operation.