中国先进研究堆中子织构谱仪实验软件设计

本工作设计开发了中国先进研究堆（CARR）中子织构谱仪的实验软件。基于中子衍射法测量织构的基本原理及谱仪的运动控制和数据采集系统,提出织构测量所需的功能,详细描述了各功能的流程设计,最终使用Python语言在Linux系统下编写了各功能的程序模块,完成了CARR中子织构谱仪实验软件的开发。     

高分辨粉末中子衍射仪研制进展

中子粉末衍射技术已成为现今研究材料原子结构和磁结构的标准实验技术，因此，几乎所有的中子散射实验室都配有水平不同的粉末中子衍射谱仪。研制中的高分辨粉末中子衍射仪是国内自行设计和建造的第一台高分辨中子衍射仪，将放置在中国先进研究反应堆（CARR）物理大厅的热中     

中国先进研究堆高分辨中子粉末衍射谱仪模拟研究

应用蒙特卡罗方法对中国先进研究堆 (CARR)上的高分辨中子粉末衍射谱仪 (HRPD)的物理设计进行了模拟研究。给出了谱仪的分辨率曲线、样品处中子通量密度等主要参数的模拟计算结果 ,讨论了高分辨模式和高强度模式下的分辨率和强度变化 ,表明设计方案是可行的     

材料织构的中子衍射测量

概述了中子衍射测量材料织构的进展和国际国内现状,以及对未来发展的展望.     

中国先进研究堆中子织构谱仪的分辨率和极图窗研究

为计算中国先进研究堆（CARR）中子织构谱仪的分辨率和极图窗,基于倒空间衍射几何的误差分析推导了谱仪分辨率和极图窗的计算公式,并将其应用于CARR中子织构谱仪。结果表明,极图窗近似为狭窄的长方形,其沿β方向的分辨率较高,沿α方向的分辨率随衍射角变化较大。对于特定的衍射角,³He管点探测器的α分辨率为固定值,而二维位置灵敏探测器的α分辨率可根据样品和织构分布的测量需要沿纵向进行分份调整。     

中国先进研究堆中子织构谱仪二维位置灵敏探测器数据分析与处理方法

中子织构谱仪在航空航天、交通、核工业等领域关键材料的织构研究中具有独特的优势。为了提升探测效率,中国先进研究堆中子织构谱仪在2020—2021年进行了升级改造,将探测系统从单个³He计数管升级为大尺寸二维位置灵敏探测器。本研究针对中国先进研究堆中子织构谱仪升级后的实验测量数据,提出了从二维位置灵敏探测器获得的衍射中子计数到织构极图转换的数据处理与分析方法,并基于该方法使用Python语言开发了中子织构数据处理和分析软件系统,对实际测量数据的应用验证了该软件系统的可靠性。该系统实现了二维位置灵敏探测器数据到极图数据的转换和极图绘制,满足了中子织构谱仪升级后的功能需求。     

高分辨粉末中子衍射仪最新研制进展

高分辨粉末中子衍射仪（HighResolutionPowderDiffractometer,HRPD）是完全自主设计、国内加工的中子散射谱仪,即将安装在中国先进研究反应堆（CARR）热中子双束孔道II上。该谱仪建成后,分辨率将达到0．2％,能够解决约150个左右结构参数的结构精修问题,满足大多数粉末衍射结构分析工作。     

中国先进研究堆中子散射工程中子导管模拟研究

为使依托中国先进研究堆（CARR）进行的冷中子散射实验拥有更高质量的中子束流,本工作对中子散射工程中的中子导管系统各参数进行分析研究,并首次在国内应用等效中子导管理论,结合解析计算确定出优化的导管方案。同时,应用VITESS程序对各导管方案得到的中子束流进行了模拟,在综合考虑导管系统几何布局及中子束流的发散度影响后,探讨出若干符合实际的设计方案。尔后,利用导管位置计算程序NGPS,计算出各导管方案中每个导管单元的位置坐标。最终,根据各项指标对模拟的各导管方案进行对比,优选出CNGA、CNGB、CNGD3套中子导管系统的最佳参数,为即将进行的中子导管系统的设计和安装提供理论参考。     

2024铝合金冷轧板材的中子衍射织构表征与力学性能分析

2024铝合金是Al-Cu-Mg系铝合金的代表材料,在航空航天领域有重要应用,其力学性能受到晶粒择优取向（织构）的影响。本研究利用中子衍射与电子背散射（EBSD）技术表征了不同冷轧变形量下2024铝合金板材的晶粒形貌与取向分布,基于拉伸实验进行了特征力学性能测试,研究了织构与力学性能的关联性。拉伸试验结果表明板材沿轧向方向屈服强度最优,沿与轧向呈45°方向延伸率最优;通过中子衍射测得{111}极图定性分析了板材沿宏观方向力学性能变化趋势,结果与拉伸测试结果一致。研究表明,相对于EBSD,中子衍射能更好表征粗晶粒材料中晶粒取向的分布,反映材料体织构,从而可用于定性判断其力学性能,为优化材料工艺、提高服役性能提供有效支撑。     

中国先进研究堆冷中子导管的模拟研究

应用蒙特卡罗方法对中国先进研究堆(CARR)上的两条冷中子导管CNG1和CNG2的设计方案进行了模拟研究。在假定的冷中子源谱分布下,两条导管出口处的中子注量率均达到1×109cm-2·s-1以上。CNG1和CNG2的中子传输效率分别为50%和42%,中子束最大发散角分别为2 2°和1 9°。中子束沿水平方向的分布均匀,其最大起伏不超过3%。重力显著影响中子束沿垂直方向的分布。     

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。     

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。     

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。     

二轴中子粉末衍射谱仪探测系统改进

通过将探测器的数目由1个增加到4个、用水平发散角为20′的Soller准直器取代30′的单缝准直器，对中国原子能科学研究院重水研究堆旁的二轴中子粉末衍射谱仪进行了改进。铁粉的衍射实验结果表明：改进后的谱仪在同等中子计数强度条件下，计数速率提高了2．3倍，因而缩短了测量时间，同时也提高了谱仪的分辨率。     

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。