散裂中子源Quadrupole-D漂移管磁铁的研制

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)高能段由9 m长的腔和27台Quadrupole-D型漂移管构成,负责把H~-由60 MeV加速到80 MeV。漂移管Quadrupole-D磁铁采用国际先进的SAKAE结构,结构紧凑,孔径小,最大励磁电流396 A,漂移管外壳采用全无氧铜电子束焊接,加工和磁测精度要求高。按物理要求仿真设计了Quadrupole-D四极磁铁,给出了磁铁基本参数模拟数值。对磁铁进行霍尔测量,计算了Quadrupole-D磁铁的有效长度为71.8 mm,测量值偏差2.6%,积分场0.966 T,测量值偏差2.2%,中心位置横向磁场梯度测量值偏差0.4%,平整度优于0.003,满足物理要求。在漂移管机械加工过程中,利用自主研制的高精度旋转测量系统测量,27台Quadrupole-D磁铁的高次谐波均小于3.5×10~(-3),24台漂移管磁中心加工偏差达到小于0.03 mm,三台磁中心加工偏差在0.03～0.05 mm,满足要求。对一台磁铁进行额定电流运行测试,线圈表面温升约12℃,9 h运行稳定。     

基于MCNP模拟的中子多重性计数器~3He管的设计

为设计高性能的中子多重性计数器,采用MCNP4C计算软件建立3He管计算模型,模拟计算3He管的参数对多重性计数器探测效率的影响,针对中子多重性计数器中3He管进行了初步设计,以满足中子多重性测量要求。     

中国散裂中子源DTL漂移管的预准直

漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)是中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)直线加速器的主要部分,负责将脉冲流强为15 m A的负氢离子从3 Me V加速到80 Me V,再注入到快循环同步加速器(Rapid Cycling Synchrotron,RCS)中实现进一步加速。DTL加速器本身技术工艺复杂,要求极高的加工精度和准直安装精度,是CSNS的关键技术之一。本文介绍了中国散裂中子源漂移管的预准直方法,从最初的预研到正式安装,解决了一系列难题,包括漂移管的标定、安装和准直调整,形成一整套流水线式的预准直流程,最终漂移管预准直的精度优于物理设计指标,可为同类别的准直测量提供参考。     

高分辨中子闪烁体探测器读出电子学研制

能量分辨中子成像谱仪是中国散裂中子源当前在建的谱仪之一,其衍射探测器90°分区采用6LiF/ZnS中子闪烁体探测器作为探测设备。为实现探测器高位置分辨,读出电子学系统采用了一种电容网络复合读出电路和电荷重心法相结合的实现方法,并研制了电子学样机。该样机由电容网络复合读出电路、前置放大板和数字读出板三部分组成,基本功能验证完成后,分别在实验室和中国散裂中子源的20号束线上进行了相关性能参数测试,测试结果显示：电子学的积分非线性≤0.95%,时间分辨约为12 ns;探测器位置分辨为1 mm、探测效率为65%@1.6?,均达到了工程设计指标。该样机的成功研制为能量分辨中子成像谱仪未来顺利开展谱仪实验提供了可靠的技术保障。     

中国散裂中子源快循环同步加速器射频系统的设计与研制进展

研制了大功率宽带快速扫频射频系统,其用于中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器（RCS）中,主要包括铁氧体加载谐振腔、射频功率源、偏流源和低电平控制系统。射频系统工作重复频率为25 Hz,扫频范围为1.022～2.444 MHz,单个腔体（双加速间隙）可提供最大30 kV加速电压。两级的调谐控制能解决快速扫频过程中的系统失谐问题,采用束流前馈、直接反馈等多种技术手段可对束流负载效应进行补偿。     

CSNSRCS环BPM读出电路的研究

未来的中国散裂中子源(CSNS)快循环质子同步加速器(RCS)需要束流位置探测器(BPM)来计算和记录位置信息.文章介绍了BPM读出电子学功能样机的实现,其中包括系统总体结构,模拟前端(AFE)和数字前端(DFE)的设计,以及FPGA中的固件开发.不断变化的RCS束流参数使得系统中的模拟部分尤为重要且设计难度大,并且需...     

中微子探测器PMT读出电子学系统数据缓存方案

本文介绍了用于大亚湾中微子实验的光电倍增管读出电子学系统的数据缓存方案及设计过程中考虑的若干要素.使用单一流水线缓存方式进行数据缓存的方法比较简单,但是所需的FPGA逻辑资源很大,相对应的芯片的价格很高;继而提出两级缓存的方案,先将待缓存的数据压缩,使数据量大幅度减小,减少了FPGA片内逻辑资源的使用量,降低了系统造价,是合理的设计方案.     

大亚湾中微子实验RPC电子学读出系统时钟分配插件的设计

介绍了大亚湾( Daya Bay)反应堆中微子振荡实验RPC探测器电子学系统中时钟分配插件的设计,包括了其硬件结构的设计和插件中FPGA芯片固件逻辑的设计.在制作和调试完成之后进行了相关功能和稳定性的测试.     

3He中子计数管的机理及结构

介绍了3He中子计数管的工作原理,对其结构、气体密封工艺进行了探讨.     

Ti-T靶中~3He测量

一、引言轻元素在材料中的含量及分布情况,是应用物理、应用技术等领域感兴趣的问题。目前,国外正在用各种核技术对此进行测量和研究。通常使用的Ti-T靶,因T的β衰变(T_(1/2)为12.33a),靶内~3He的含量将随制成靶的时间不同而变化。本文试图通过对不同时间制备的Ti-T靶中~3He的测量,探索测量和分析~3He的某种途径。     

球形^3He正比计数器物理性能研究

~3He正比计数器是理想的热中子探测器。本文给出了两种气压条件下球形~3He正比计数器的热中子探测效率、能最响应、几何响应等物理性能的计算和测量结果。为更好地设计和使用此类探测器提供了依据。     

高纯3He提取方法研究与比较

报道了采用700 ℃铀床、77 K低温活性炭柱提取高纯3He,之后采用氢同位素稀释法除去3He中微量氚的研究结果.700 ℃流通式铀床和77K低温活性炭柱吸附方法,能快速除去3He中杂质组分,得到纯度大于99.99%的高纯3He;氢同位素稀释法能够将3He中3H摩尔分数降到低于3.5×10-10%.与其他方法比较,氢同位素稀释法工艺过程更加简单,3He收率更高.     

基于EPICS的CSNS束流位置读出系统

从973-RFQ束流传输线上束流位置(BPM)测试需求出发,开发了一套完整的束流位置读出系统,其将移植到CSNS工程的束流位置测量系统中。该系统由信号采集、处理和显示模块组成。BPM读出系统采用EPICS作为软件开发平台,并选用Motorola公司的MVME5100作为IOC;硬件采用Hytec公司的ADC8411U卡实现对束流位置信号100 kHz的同步触发采样。信号处理模块对采集到的信号进行数值平均滤波,并实现到束流位置的转换。信号显示模块选用EPICS客户端软件EDM实现对束流位置信息2种不同方式的显示。经测试,整个系统最终读出的束流位置分辨率远好于0.2 mm,符合设计要求。     

低本底测量用的6路~3He计数管电子学组合装置

本文介绍一个结构紧凑,对本底中子有良好屏蔽效果的多路中子探测装置。装置内有6路~3He计数管—前置放大器—主放大器—甄别器,一个求和电路和高压电源,每一路均有模拟信号和甄别信号输出。     

~3He正比计数器探测效率模拟及灵敏度刻度

利用Monte Carlo程序研究了3He正比计数器慢化体厚度与探测效率的关系,单能中子及Hess谱中子模拟给出5 cm的聚乙烯慢化体优化厚度。利用天然中子本底对探测器装置进行测试,并对探测器灵敏度进行了刻度。