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     

中子衍射谱仪单色器屏蔽模拟设计

中子单色器的屏蔽好坏直接决定着所属谱仪的性能指标，影响自身及周边谱仪数据获取的质量。因此，单色器屏蔽的模拟和设计在中子散射谱仪建设过程中起重要作用。为满足CARR旁热中子双束孔道Ⅱ上两台中子衍射谱仪——高分辨中子粉末衍射仪（HRPD）和高强度中子粉末衍射仪（HIPD）的实际需要，必须对两台谱仪的单色器屏蔽进行综合考虑，提出初步设计方案，并进行模拟或试验验证。     

CARR堆HRPD谱仪垂直聚焦单色器的选取和强度增益计算

垂直聚焦单色器技术是提高样品位置中子强度的有效手段。本文应用蒙特卡罗模拟方法对中国先进研究堆（CARR）旁高分辨中子粉末衍射仪（HRPD）的垂直聚焦单色器进行了优化选取，得到了垂直聚焦单色器高度，聚焦曲率半径和倾角等参数值，计算了使用垂直聚焦单色器相对于平板单色器的强度增益和样品处聚焦束尺寸。     

CARR上的应力测量中子衍射谱仪概念设计和模拟研究

中子衍射法是迄今为止可直接测量材料或工程部件内部深处应力场分布的唯一非破坏性方法，在工程上具有重要的应用。中国先进研究堆（CARR)中子散射工程拟建造一台应力测量中子衍射谱仪，其主要功能是测量材料中的残余应力和载荷应力。本文介绍了该谱仪的概念设计方案，并应用蒙特卡罗模拟软件MCSTAS对设计方案进行了模拟研究，对部分中子部件参数进行了优化设计。     

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。     

粉末中子衍射谱仪改造升级

101重水研究反应堆旁的粉末中子衍射仪是利用粉末衍射测定晶体结构和磁结构的专用设备（图1），它的主要部件包括：准直器系统、晶体单色器、样品台和中子探测器，及相关的电子学系统。谱仪性能取决于它的分辨率和计数强度，两者相互制约。     

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.     

高分辨粉末中子衍射仪的最新进展

高分辨粉末中子衍射仪（HRPD）是由中子散射研究室自行设计并在国内加工制造的中子散射谱仪，将成为运转于CARR旁的首批谱仪之一。目前，研制工作正按计划进行。     

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衍射仪的研制与调试

中子衍射技术作为研究多晶材料内部织构的标准技术之一,在众多领域具有广泛应用。中子织构衍射仪目前已成为中子散射实验室的常规谱仪。针对国内织构测量分析需求而建的中子织构衍射仪作为中国先进研究堆首批建设谱仪之一,现已完成设计、建造和初步调试工作。本文结合谱仪建造的实际工作,较系统地介绍了中子织构衍射仪的测量原理与优势,以及中国先进研究堆中子织构衍射仪的特点、基本组成、性能指标和调试情况。     

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。     

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。     

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。     

高分辨粉末衍射仪数据采集系统研制

介绍了中国先进研究堆(CARR)旁高分辨粉末衍射仪数据采集系统的整体设计和硬件组成,阐述了各单元电路的结构和设计。加载输入信号对电路进行了调试,测试了电路的各项性能,测试结果满足设计要求。从探测器、前置放大器、主放大器、甄别器、计数卡到计算机的整个系统,实现了对信号的获取、放大、滤波成形、甄别、定标计数和存储全过程,多达65路的数据采集系统已研制成功。     

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。