中子管用潘宁离子源氢负离子产生机理及实验研究

为了克服目前潘宁(PIG)离子源中子管引出正离子所带来的诸多不利因素,使用PIG型氢负离子源作为中子管的离子源,研究了氢负离子产生的机理,以期在中子管中获得应用。给出了PIG离子源结构,根据氢负离子产生的方式和条件,结合CST软件仿真实验,确定在对阴极和引出孔附近区域存在氢负离子,而且是氢负离子密度比较大的区域。实验中,通过负离子源产生系统证实了氢负离子的存在及分布规律,中子监测仪测量自成靶50mm负离子源陶瓷中子管,中子产额较传统正离子中子管高出一个数量级以上。     

螺旋上升对自激发锯齿型双壁碳纳米管振荡行为的影响

运用分子动力学方法模拟了锯齿型双壁碳纳米管体系的振荡行为,其中旋转的内管施加了不同大小的螺旋上升长度.不同于以前关于扶手椅型碳纳米管的工作(Zeng Y H,et al.2016 Nanotechnology 27 95705),锯齿型的内管在施加了不同大小的螺旋上升长度之后,其管壁结构会产生畸变或缺陷.模拟过程中,锯齿型内管在施加一定的旋转速度以后保持自由,而固定的外管为无任何缺陷的理想锯齿型碳纳米管.分子动力学模拟结果显示锯齿型内管的轴向振荡行为与内管施加的螺旋上升长度密切相关.内管的振荡频率随着内管螺旋上升长度的增加而增加.但当内管的螺旋上升长度较大时,由于螺旋上升所引起的内管缺陷结构造成整个内管的破裂,从而导致其无法进行稳定的轴向振荡.模拟结果还显示,对于无螺旋上升的理想锯齿型碳管,虽然其轴向振荡效果非常微弱,但却可以作为一种具有恒定旋转频率的旋转致动器.此外,对螺旋上升长度为0.5 nm的内管在不同温度下的振荡性能进行了模拟分析,结果表明内管振荡的幅度随温度的升高而相应地增加,但当温度超过一定的临界值后,内管不能保持稳定的振荡.     

角管脉动热管的流动和传热分析

对正三角形截面角管脉动热管的流动和传热过程建立了数学模氆,首次考虑了角管毛细管中液体的分布以及气液同向流动的特点,得到了热管的轴向温度分布和热阻等传热性能,计算热阻在0.02～0.08℃/W之间.温度分布的计算结果与实验数据符合较好.     

装置极化效率对极化中子成像质量的影响及修正分析

极化中子照相技术通过分析极化中子束的自旋相移对样品磁场进行成像, 自旋极化/分析装置是照相系统的主要组成部分. 引入中子自旋极化/分析装置的极化效率参数, 从中子极化矢量与磁场相互作用机理出发, 重新推导探测中子强度与磁场分布的定量关系, 利用谱仪模拟软件VITESS, 选取bender型超镜极化器和 ³He 自旋过滤器作为极化/分析装置, 对量化修正式进行验证, 并综合装置极化效率、单色器能量分辨精度和bender型极化器的几何结构等参数, 初步分析极化中子照相技术的磁场定量检测能力, 相关结果可为极化中子照相的实验数据处理技术研究及装置设计提供参考. 关键词： 极化效率 中子照相 磁场成像     

中子及中子分布弥散度对核势的影响

用能量密度公式及小液滴模型给出的费米密度分布,并引入中子皮及中子分布弥散度随中子过剩自由度增加而增加这一因素,计算了重离子反应相互作用势及熔合位垒.熔合位垒的计算值和实验值符合很好,特别是在中重核区域,改善了以前的计算结果.详细研究了亲近势标度,发现用中子皮及中子分布弥散度的变化能较好地解释中子过剩自由度对亲近势标度偏离的影响.     

用于DPF装置中子测量的闪烁体探测器

 介绍了一种用于等离子体焦点装置(DPF装置)中子波形测量的塑料闪烁体探测器，该探测器由ST401型塑料闪烁体、XP2262B型光电倍增管构成。利用银活化中子探测器和DPF装置对该塑料闪烁体探测器进行标定，确定其中子灵敏度为0.022 5 pC每中子，，中子产额测量范围达到10⁹～10¹¹每脉冲，可以满足DPF装置中子参数测量的需要。     

光电子技术与器件 光放大、控制与器件

TN1522006010567光电倍增管中子直照灵敏度响应=Energy response ofphotomultiplier tubes on neutron irradiation[刊,中]/张忠兵(西北核技术研究所.陕西,西安(710024)),马彦良…∥强激光与粒子束.—2005,17(9).—1427-1430分析了中子束直接照射光电倍增管产生直照响应的过程和机理。中子与光电倍增管入射窗硼硅玻璃中的硼和硅发生(n,α)和(n,p)反应,导致窗玻璃产生荧光,从而使光阴极发射光电子。在5SDH-2小串列加速器上,选用9815B和9850B两种光电倍增管进行实验,得到了光电倍增管的中子直照灵敏度能谱响应曲线。结果表明,中子能量由低…     

裂变中子角关联分布的数值模拟

为了实现对自发裂变中子源能量、多重性和中子角关联分布的数值模拟,开发了根据裂变过程,逐步给出裂变中子多重性、能量和角分布等参数的NESF数值模拟程序,并将该程序集成到现有中子输运软件中.重点介绍我们开发的用于模拟自发裂变中子源能量、多重性和中子角关联分布的程序的背景、物理依据、程序流程,以及基于该程序开展的中子角关联分布特征与核部件特征关联的数值模拟.     

一个奇异中子分布结构存在的判据

通过小液滴模型的中子皮厚度计算出的中子、质子均方根半径之差与实验的比较发现,实验提取的正常核的均方根半径之差与小液滴模型计算基本一致;有奇异中子分布结构(皮或晕)核的均方根半径之差的实验结果比小液滴模型的计算结果有异常增大.提出了一个与分离能相关的有效中子皮厚度,它能很好地反映有奇异中子分布结构核的中子皮厚度的反常增加,建议把它作为奇异中子分布结构存在的判据.     

7～8 MA条件下MagLIF集成实验关键问题理论研究与设计

针对国内7～8 MA脉冲功率装置驱动条件,通过耦合等效电路模型和McBride等人发展的半解析模型,研究了MagLIF总体能量学过程及中子产额随关键参数的变化规律,获得了中子产额大于1010的参数设计区间。结果表明:7～8 MA驱动条件、套筒材料、负载高度、燃料半径与密度、预热能量、外加轴向磁场等多因素共同决定了燃料的最终压缩状态;预热能量越大,燃料初始升温以及滞止时刻升温越高,中子产额越高;轴向磁场增加,热传导能量损失减小,但燃料收缩比也会减小,因此存在优化轴向磁场以获得较高中子产额;杂质质量分数超过10%,中子产额开始显著下降。燃料密度0.7 mg/cm3、外加轴向磁场27 T、预热能量200 J、杂质质量分数小于50%的条件下,可以获得3.5×1010中子产额,从而有望在7～8 MA条件下建立MagLIF关键问题研究平台。     

SiC基中子探测器对热中子的响应

以SiC二极管和中子转换材料6LiF为基础,研制了SiC基中子探测器,并用241Am源与临界装置分别研究了SiC基中子探测器的粒子响应、热中子响应。结果表明:SiC基中子探测器能够满足241Am源粒子的计数测量,但由于SiC二极管灵敏区薄,故不能用于5.48 MeV的粒子能谱测量;SiC基中子探测器对热中子响应良好,不同功率下,脉冲幅度谱中可清晰看到由6Li(n,)3H的反应产物粒子、3H粒子形成的双峰;脉冲幅度甄别法可将射线及电子学噪声甄别掉;在直接测量与符合测量中,SiC基中子探测器的计数率均与临界装置功率成线性关系,且直接测量的线性度比符合测量的线性度好,最好可达0.999 97。研究表明:降低肖特基接触金属的厚度、增加其外延层厚度、提高其外延层品质,可将SiC二极管用于带电粒子能谱测量。     

Systematics of neutron emission probabilities from delayed neutron precursors

A simple correlation based on the gross theory ofβ-decay is derived between the neutron emission probabilitiesP _n of delayed neutron precursors, theirβ-decay energies and the neutron binding energies of the daughter nuclei. The correlation is shown to be valid for delayed neutron precursors among the fission products. TheP _n-values of several expected but still unidentified neutron precursors are estimated together with their contributions to the delayed neutron groups in thermal-neutron induced fission of²³⁵U. Some aspects of theβ-strength function for transitions into highly excited states are discussed.     

Study of the neutron flux generated at E-linac-driven neutron sources

We treat generic physical features of the production of neutrons from the high atomic number materials irradiated by the electron beam provided by linear electron accelerator. The bremsstrahlung of incident electrons inducing the photo-nuclear reactions is considered. The experimental data on photo-nuclear reactions are utilized to describe neutrons generating caused by the ??-radiation absorption. The generally received theoretical approaches are applied to explore the photo-neutrons energy distribution. The produced neutrons are primarily statistical, yet the direct neutrons share is noteworthy as well. The dependence of the neutron spectrum, mean neutron energy and total neutron yield on the energy and current of the electron beam and on the characteristics of irradiated samples is investigated. The analysis is plainly carried out in framework of the quantum electrodynamics and photo-nuclear physics, without having any recourse to the ??numerical Monte-Carlo simulations??. Our findings prove mainly to conform satisfactorily to the experimental measurements, so far as those are available for now.     

Study of the structure of neutron halo using neutron transfer reaction

To estimate the probability of two-neutron configurations in halo nuclei, we propose an experimental method of studying neutron-neutron correlations at periphery of such nuclei by measuring two-neutron transfer reaction. The experimental study of ⁶He + A ↦ ⁴He + B for various targets is performed using ⁶He beam of Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (JINR, Dubna) at energy of about 15 MeV/u and technique of nuclear photoemulsions. Searching for events of two-nucleon transfer reaction and their processing is performed using the PAVICOM-setup at P.N. Lebedev Physical Institute.     

瞬发中子密度衰减法计算中子代时间

采用蒙特卡罗程序MCNP计算了西安脉冲堆中子代时间。使用MCNP程序模拟了反应堆瞬发中子通量密度衰减,基于忽略缓发中子项的点堆动力学方程计算出中子代时间。在微次临界下,研究了次临界度、源的分布、计数区域等对西安脉冲堆中子代时间计算结果的影响。计算分析表明:采用瞬发中子密度衰减法计算中子代时间时,微次临界度、源分布、计数区域等对计算结果影响都很小;误差产生的主要原因是忽略缓发中子项的点堆动力学方程并不能较好地反应瞬发中子通量密度的衰减规律。     

Ultracold neutron detector for the spectrometer of a neutron lifetime measuring

The gas-discharge detector is designed for the neutron lifetime spectrometer. The detector is intended for ultracold neutron flux monitoring in measurement cycles at the specrtometer (ILL, Grenoble, France). The detector has been successively tested with a Pu–Be neutron source under laboratory conditions and as a part of the spectrometer.     

Specific heat of the superfluid neutron matter in neutron star crusts

By means of X-γ andγ-γ coincidence measurements of the³⁵Cl+⁵⁸Ni reaction products, 38γ lines have been identified to be in coincidence with KX(Tc)-rays and assigned to the decay of⁹⁰Ru. Its half-life of 11±3 s has been deduced from the 154.6 keVγ-decay. The result supports our previous identification of⁹⁰Ru produced in the same reactions.     

聚变中子能谱测量系统脉冲中子灵敏度的实验研究

为多种复杂环境下的稳态和脉冲DT聚变中子能谱测量建立了一种灵敏度优化反冲质子磁谱仪. 使用成像板和同位素α源测量了谱仪的反冲质子能量-位置投影关系. 利用稳态加速器中子源平台、通过单粒子计数方法结合三维带电粒子输运程序模拟,研究了谱仪脉冲中子灵敏度能量响应. 通过高探测效率参数设置使谱仪对DT中子的探测效率达到2×10^-5 cm²水平,从而在较弱中子源上获得了较高统计精度实验数据. 程序模拟结果与谱仪α粒子刻度和DT中子标定实验结果取得了良好的一致性,可由此发展精细解谱技术,以提高脉冲中子能谱测量的灵敏度和能量分辨. 关键词： 聚变中子能谱 磁反冲质子 脉冲中子灵敏度 粒子输运     

基于冷中子谱的紧凑型中子自旋倒相器设计

为节省极化中子散射谱仪传输光路的空间,实现特定冷中子谱的极化中子高效率自旋翻转,使用在空间上自然衰减的前端多层膜极化器静磁场作为中子自旋倒相器的导向磁场,在空间上形成了紧凑型冷中子自旋倒相器设计模型。介绍了实际模型物理参数的计算方法。对前端极化器静磁场在空间上的自然衰减进行了实验测试,根据测试结果及拟使用冷中子波段,针对设计的紧凑型中子自旋倒相器的相关参数进行了优化计算。模拟了极化中子在实际复合磁场中的自旋翻转图像,计算了自旋倒相器的翻转效率。对设计的紧凑型中子自旋倒相器进行了翻转效率物理实验测试,测试结果表明：设计的中子自旋倒相器翻转效率可在99.2%以上,达到了预期设计指标,可用于极化冷中子散射谱仪。     

Passive neutron area monitor with pairs of TLDs as neutron detector

A passive neutron area monitor has been designed using Monte Carlo methods; the monitor is a polyethylene cylinder with pairs of thermoluminescent dosimeters (TLD600 and TLD700) as thermal neutron detector. The monitor was calibrated with a bare and a thermalzed ²⁴¹AmBe neutron sources and its performance was evaluated measuring the ambient dose equivalent due to photoneutrons produced by a 15 MV linear accelerator for radiotherapy and the neutrons in the output of a TRIGA Mark III radial beam port.