脉冲源法测量次临界系统裂变衰减特性的理论分析和数值模拟

针对点堆动力学理论解释脉冲源法测试原理时存在的问题, 基于无源中子输运方程分析次临界系统总中子数、泄漏γ射线计数率随时间的变化关系。理论分析表明: 脉冲中子源作用结束后(无源条件下), 在一定时间范围内, 泄漏γ射线计数率和总中子数近似成正比, 两者随时间变化服从近似指数衰减规律, 反映系统本身的裂变衰减特性, 可以由总中子数和γ射线计数率求解瞬发中子衰减时间常数。基于蒙特卡罗程序构造类Godiva裸铀球次临界系统, 模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程, 计算总中子数、泄漏γ射线计数率及两者比值随时间的变化关系, 结果与理论分析一致; 利用脉冲源法由总中子数、泄漏γ射线计数率计算瞬发中子衰减时间常数α₀, 得到与α-k迭代一致的α₀。说明总中子数、泄漏γ射线计数率可以准确反映系统本身的裂变衰减特性。此外, 根据理论分析和模拟计算给出脉冲源法可用数据的时间范围, 分析泄漏γ射线计数率和总中子数比值的影响因素。     

γ测厚仪的物理设计

本文用蒙特卡罗方法研究了宽束γ射线通过介质的衰减情况,指出只要使用等效吸收系数(表观μ'值),仍可按指数规律处理,从而提出了γ测厚仪新的设计思想,以减小源强、增加计数率,提高测量精度。本工作用60keV的宽束γ射线在铝中的吸收实验,验证了蒙特卡罗理论计算结果。     

康普顿抑制γ谱仪的模拟计算

本文用蒙特卡罗方法模拟计算了康普顿抑制γ谱仪探测γ射线的物理过程,对¹⁸⁷Cs 662 kcV γ射线和⁶⁰Co 1173-1332 kcV级联γ射线的模拟计算结果与实际测量相符。本工作对于康普顿抑制γ谱仪的物理设计具有意义。     

非均匀大气中γ射线输运的蒙特卡罗模拟方法

γ射线在高空大气中的输运问题常采用蒙特卡罗方法进行模拟,但由于大气是非均匀连续介质,通常需要根据高度上的密度变化将大气进行分层处理.高空大气密度变化非常剧烈,精细的分层会带来很大的计算量.针对非均匀连续介质中的粒子输运问题,利用质量距离抽样方法代替传统的步长抽样方法,提出一种可直接模拟粒子在非均匀连续介质中输运的蒙特卡罗方法,实现γ射线在非均匀大气中输运的蒙特卡罗模拟,并与MCNP程序的计算结果进行比较,结果符合较好.     

δ函数SN方法求解含各向异性散射输运方程的本征值问题

将角通量分解成一个δ函数和一个低阶函数,分别采用解析方法和求积组来计算源项.利用δ函数S_N方法,计算了平几何条件下含各向异性散射单速输运方程的临界问题.分析和数值结果表明,采用数量较少的离散方向,能够达到较高计算精度.     

用C语言编写的γ-电子级联过程的蒙特卡罗模拟程序GET

用C语言编写成γ-电子级联过程的蒙特卡罗模拟程序,可在IBM系列微机上运行。程序可实时显示粒子输运与反应的模拟物理过程,并可有选择地累积各种谱。结果以事件方式与谱方式记录,可进行数据再处理。目前适用γ能区为0.1~500MeV,可扩展至其他能区。程序可用于γ探测器研制、核辐射防护和核医学等领域。     

用二维含时Fokker-Planck方程分析Tokamak中α粒子的输运

按分布函数的定义不同,描述高能带电粒子在等离子体中输运的-Planck方程有不同的形式。从数值计算的观点出发对两种不同形式的Fokker-Planck方程作了比较和评价,并指出Fokker-Planck碰撞项可解释为速度空间的对流扩散项。在此基础上用有限差分方法求解二维(速度一维,几何一维)含时Fokker-Planck方程,编制了计算程序CAPT,并将其应用于α粒子的输运研究。最后计算了典型的Tokamak D-T聚变堆参数下α粒子的损失,并给出了堆内α粒子的分布及损失α粒子的速度分布。     

大气湍流对斜程传输准单色高斯-谢尔光束空间相干性的影响

由湍流大气中斜程传输时准单色高斯-谢尔(GSM)光束互相干函数的解析式导出了该光束的复相干度.然后,利用表征光束空间相干性的横向相干长度,研究了斜程传输时大气湍流对准单色GSM光束空间相干性的影响.研究结果表明：1)当传输路径偏离水平方向较大(即θ≤88°)时,准单色GSM光束横向相干长度随传输距离均为先迅速增加,后缓慢增加,最后基本保持不变.2)当传输路径接近水平方向(即θ≥89°)时,准单色GSM光束横向相干长度随传输距离均为先增大,达到一个最大值后开始下降并持续减小.3) 关键词： 大气光学 空间相干性 高斯-谢尔光束 斜程传输     

CsI(Tl)晶体的$lt;i$gt;α$lt;/i$gt;/γ 波形数字化实时甄别

基于CsI（Tl）探测器对α/γ 粒子的波形甄别能力,采用电荷比较法设计了一种波形实时甄别系统. 介绍了实时甄别系统的设计原理,利用⁶⁰Co-γ源、²⁴¹Am-α源对实时系统进行了甄别实验,探究了不同参数对甄别效果的影响,并给出了最优甄别效果下的参数设置. 研究表明,设计的数字化实时波形甄别系统体积小,能准确、实时地甄别开α/γ粒子,最佳品质因子大于1.4,事件计数率可达3× 10⁵/s. 关键词： 数字化波形甄别 实时 电荷比较法 CsI(Tl)晶体     

多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中的传输

推导了多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov 湍流中传输的总光强、轴上光谱、相干度的解析表达式, 研究了光束偏心参数β 、湍流广义指数α和源光谱带宽Ω对激光传输特性的影响. 研究表明: β越大, 则光束重心偏离传输轴越远, 相干度的不对称性越明显, 但是, β对轴上光谱几乎没有影响; 湍流广义指数α对总光强、 轴上光谱和相干长度的影响是非单调的, 当α=3.1时, 湍流对光束传输特性的影响最大. 值得指出的是: 在某些传输距离处, 不同α对应的轴上光谱位移量相同; 在某些传输距离处, 轴上光谱位移量为零, 且该传输距离与Ω无关, 但湍流使得该传输距离缩短. 所得结论对多色部分相干偏心光束在 湍流大气中传输的相关应用具有重要意义. 关键词： non-Kolmogorov湍流 多色部分相干偏心光束 光谱强度 相干度     

大气湍流中光束束宽扩展和角扩展的比较研究

以厄米-双曲余弦-高斯（H-ChG）光束为例,对H-ChG光束通过大气湍流传输时的束宽扩展和角扩展做了详细研究.用相对束宽和相对角扩展代替束宽和角扩展来研究湍流对光束影响的灵敏程度.研究表明,折射率结构常数C²_n越小,光束束宽扩展和角扩展越小.有较大阶数m,n,较小参数Ω₀和束腰宽度w₀ H-ChG光束的角扩展受湍流影响较小.当传输距离足够远时,这一结论对H-ChG光束的束宽扩展也成立.当传输距离不长时,对H-ChG光束相对束宽随Ω₀和w₀的变化规律做了分析.用数值计算例做了说明,并对结果的正确性做了物理解释.厄米-高斯,双曲余弦高斯和高斯光束在大气湍流中的扩展可作为H-ChG光束的特例来处理. 关键词： 束宽扩展和角扩展 大气湍流 厄米-双曲余弦-高斯光束     

特征γ谱蒙特卡罗模拟方法的改进

针对中子-γ耦合输运问题,采用蒙特卡罗统计估计和期望值技巧,分别计算了被探测物的总能谱、时间谱和每个元素的特征γ谱,并与MCNP程序结果进行了对比.     

脉冲射线束测量中的统计起伏问题

在脉冲射线束测量中,射线以束流形式作用在探测器上,输出电流是许多射线粒子同时作用的叠加效果。当射线源比较弱、探测器探测效率低时,常常显示出统计起伏的现象。本文讨论这种起伏现象,给出了起伏的数学表达形式,讨论了脉冲射线波形测量中统计起伏给各种参数测定所带来的误差。 关键词：     

激光在烟幕中传输的蒙特卡罗模拟

建立蒙特卡罗计算模型,模拟计算1.06μm脉冲激光在石墨烟幕中的传输.分析透过率与石墨粒子粒径、烟幕浓度、烟幕厚度的关系,用卷积方法计算一定宽度的脉冲激光穿过烟幕后的波形,数值仿真δ脉冲和矩形脉冲激光在各种石墨烟幕中的时间展宽特性.模拟结果表明:石墨粒子存在一最佳半径(0.16μm),该半径的石墨粒子烟幕不仅使激光能量衰减最强,而且产生的时间展宽也最显著;激光脉冲宽度越小,其波形变化和时间展宽越显著,微秒量级脉宽的激光脉冲穿过烟幕后波形变化和时间展宽效应不明显.     

初始压入位置对Ni基单晶合金纳米压痕影响研究

针对Ni基单晶合金建立初始压入γ 相的γ /γ' 模型和初始压入γ'相的γ'/γ 模型, 采用分子动力学方法模拟金刚石压头压入两种模型的纳米压痕过程, 计算两种模型[001]晶向硬度. 采用中心对称参数分析两种模型(001)相界面错配位错对纳米压痕过程的影响. 结果显示: 弛豫后, 两种模型(001)相界面错配位错形式不同, 其中γ'/γ 模型(001)相界面错配位错以面角位错形式存在; 压入深度在0.930 nm 之前, 两种模型(001)相界面错配位错变化不大, 压入载荷-压入深度及硬度-压入深度曲线较符合; 压入深度在0.930 nm之后, γ'/γ 模型(001)相界面错配位错长大很多, 导致相同压入深度时γ'/γ 模型比γ /γ'模型压入载荷和硬度计算结果小; 压入深度在2.055 nm之后, γ /γ'模型(001)相界面错配位错对γ 相中位错进入γ'相有阻碍作用, 但仍有部分位错越过(001) 相界面进入γ' 相中, γ'/γ 模型(001)相界面处面角位错对γ' 相中位错进入γ 相有更明显的阻碍作用, 几乎无位错越过(001) 相界面进入γ 相中, 面角位错的强化作用更明显, 所以γ'/γ 模型比γ /γ'模型压入载荷上升速度快.     

高阶Adams公式的系数

当k的值不大时(例如k≤4),诸系数γiγi^*,β_kρ,β_kρ^*易于手工计算。但对大的k值(例如k≥5),手工计算已非易事。利用著名的计算机代数软件:REDUCE^[a],我们可以很容易地计算出诸系数γi,γi^*,β_kρ,β_kρ^*。     

叠加激发相干态的量子特性

构造了2个强度相同位相不同的激发相干态的叠加态,并通过数值计算研究了该叠加态的反聚束效应和振幅平方压缩效应随激发光子数m、光场强度x和相位差θ的变化,结果表明:随激发光子数m和光场强度x增大,该量子态的振幅平方压缩均会加深;压缩效应与相位差θ有密切的关系;随光场强度x的增大和激发光子数m的增大,其反聚束效应减弱.     

基于压缩感知理论的非线性γ谱分析方法

γ谱分析是一种重要的放射性核素定量分析方法. 弱峰的检测和重叠峰的分解是γ 谱分析中的难点. 为了解决这两个问题, 基于压缩感知理论, 提出了一种新的γ 谱分析方法. 这一方法从谱仪对γ 谱调制的物理机理出发, 通过数学建模, 将γ 谱分析转化为一个以真实γ 谱为解的求逆问题, 并在压缩感知理论框架下, 运用γ 谱特征峰的稀疏性, 进行逆问题的求解, 直接获得γ 谱的估计结果. 数值模拟结果和蒙特卡洛模拟结果表明: 该方法能在降低统计涨落的同时, 有效减小谱仪调制带来的能谱展宽, 从而提高γ 谱分析精度. 关键词： γ谱分析')" href="#">γ谱分析 压缩感知 非线性 逆问题     

神光Ⅱ激光装置黑腔辐射温度定量研究

在2009年度神光Ⅱ装置上获得了可重复的冲击波数据,并与精密标定之后的软X射线能谱仪(SXS)给出了自洽的黑腔辐射温度.在三倍频激光能量2.1 kJ、脉宽1 ns条件下,对于神光Ⅱ输运腔(Φ0.8mm×1.7 mm,LEHΦ0.38 mm)辐射温度约为180 eV,对于原型输运腔(Φ1.0 mm×2.1 mm,LEHΦ0.6 mm)辐射温度约为150 eV.采用蒙特卡罗方法编制了数值计算程序,建立了辐射温度测量不确定度评估方法;通过精密标定和多种改进 关键词： 黑腔辐射温度 冲击波速度 蒙特卡罗方法 不确定度分析     

基于裂变γ标识技术的瞬发裂变中子谱测量新方法

瞬发裂变中子谱（prompt fission neutron spectrum,PFNS）是用于核实验诊断过程中十分重要的参数数据,传统的测量主锕系核素（U,Pu）PFNS的技术手段是采用裂变室,利用裂变碎片标识裂变中子,通过中子飞行时间技术获得裂变中子谱.目前出现了一种新的用于PFNS测量的技术,其原理是基于如下的物理事实：在一次裂变过程中,释放中子的同时伴随着释放7–8个γ射线光子,而非弹性散射效应产生的γ射线光子只有1–2个.据此,可以通过裂变γ射线的多重性将裂变中子和其他杂散中子甄选出来,达到测量PFNS的目的.本文建立了基于裂变γ标识技术的PFNS测量实验系统.利用该系统对²⁵²Cf中子源的PFNS进行了实验测量,测量结果与传统的裂变碎片标识法及ENDF/B-VⅡ数据库的标准谱进行了比较,对新方法的裂变标识率以及实验不确定度也一并进行了分析.