稠密等离子体聚焦装置的中子产额及其稳定性研究

叙述了稠密等离子体聚焦装置(DPF)作为中子发生器的工作原理,讨论了影响DPF中子产额及其稳定性的一些因素和改进措施。利用不同电极形状、不同绝缘气体的场崎变开关可以很好地提高聚焦装置的运行性能,使装置输出中子的起伏由过去的约两个量级降到目前的3倍左右。通过对腔内电极的清洁,在不更换气体的条件下。中子产额无明显下降。     

基于闪烁体探测器的稠密等离子体焦点装置脉冲中子测量

研制了用于稠密等离子体焦点（DPF）装置中子产额和时间分布监测的闪烁体探测器,通过仿真模拟闪烁体透出光子随厚度的变化曲线确定闪烁体的尺寸参数,并采用相对标定获得该探测器的中子探测灵敏度。根据Monte-Carlo方法模拟了实验环境下的中子散射分布,并根据探头的线性范围等因素设计实验布局。利用研制的闪烁体探测器对自研的DPF装置的D-D脉冲中子产额和时间波形进行了测量,并对测量结果进行了分析和讨论。测试结果表明：设计的闪烁体探测器测试获得DPF装置产生的硬X射线及中子波形,两者峰值信号时间差与2.45 MeV中子飞行时间相当,中子脉宽约百纳秒。     

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。     

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。     

利用Si–PIN探测器测量DPF装置中子产额

介绍了Si-PIN中子探测器的结构和测量原理,分析了探测器对14MeV中子的灵敏度.利用该探测器测量了等离子焦点装置的D-T脉冲中子产额,实验结果与SDIN500探测器测量结果在5?%不确定度范围内一致     

等离子体焦点装置径向运动电流壳层的不稳定现象

在ＤＰＦ－４０等离子体焦点装置中，首次观测到径向运动电流壳层的一种不稳定现象，即不稳定模式。它属于ｍ＝０模的ＭＨＤ不稳定性，但仅具有半个波长并且发生在等离子体－电极边界上。在相继的一系列放电中，该不稳定模式五通常的稳定模式以随机方式发生。两种模式对壳层和箍缩等离子体的位形结构和运动方式及中子产额等具有显著的影响。     

稠密等离子体焦点装置研制

研制了一台用作脉冲中子源的稠密等离子体焦点装置(DPF),其放电室为Mather型结构。介绍了整个装置的工作原理及系统组成,详细论述了放电室的设计方法。实验结果表明,在550~600 Pa充氘压力范围下,当储能电容充电电压大于19 kV时,装置的平均中子产额大于5.0×10⁸(D-D)中子/脉冲,中子脉冲宽度(FWHM)为(40±5) ns。该装置能用于中子、伽马辐射诊断中探测系统灵敏度实验研究,也可用于开展快中子照相、中子活化分析以及单粒子效应等方面的研究工作。     

用于等离子体焦点装置的强流装置

研制了用于稠密等离子体焦点的强流装置,该装置采用八台低电感低内阻脉冲电容器和八个低感大电流、可控触发高压开关并联组成初级储能模块,高压开关同步击穿后产生μs级强电流经平行板传输线加载到负载。脉冲电容器和高压开关采用一体化设计,结构紧凑,使脉冲电容器与高压开关间的连接电感尽可能小;平板传输线为扇形结构,一个扇形平板传输线连接一个高压开关,平行板传输线可以将电感做得较小,有利于大电流回路的传输。在脉冲电容器充电20 kV时,假负载上可以得到500 kA的电流,电流上升时间约为3.7 μs。     

双真空烘烤排气台的研制及应用

分析了放电管稳定试验前的烘烤排气对等离子体焦点装置试验结果的影响,介绍了双真空烘烤排气台的原理和结构设计,并利用试验数据说明了该排气台在等离子体焦点装置试验中的重要性,在实际应用中具有潜在的实用价值。     

双真空烘烤排气台的研制及应用

 分析了放电管稳定试验前的烘烤排气对等离子体焦点装置试验结果的影响,介绍了双真空烘烤排气台的原理和结构设计,并利用试验数据说明了该排气台在等离子体焦点装置试验中的重要性,在实际应用中具有潜在的实用价值。     

Z-pinch中PF腔中子发射的产生机制

采用束 靶机制和热核机制,利用Maxwell分布,推导了等离子体焦点装置的中子产生机制、热核反应速率、中子平均能量及中子反映速率.Using the machanism of beam target and heat nuclics, the scaling relationship between the neutron yields of denser plasma focus and the PF plasma current is induced.The results of DPF .The principle is brief discussed with denser plasma focus(DPF) as the neutron generator.We have stated that some factors that influnce the DPF discharging to produce neutron yield and some methodsthat improve stability of neutron yields on the denser plasma focus(DPF).     

Experimental study of the neutron emission mechanisms in a Filippov-type plasma focus device

The results of an experimental investigation of neutron emission characteristics in the Filippov-type plasma focus facility Dena (90 kJ, 25 kV, 288 µF) with D₂ + %1 Kr as working gas are presented. From the experimental results, one can conclude that both thermonuclear and nonthermonuclear mechanisms are always present in neutron production, but their contributions to the total neutron yield are strongly dependent on the initial pressure and discharge voltage. It has been found that at constant discharge voltages and low pressures the beam—target interaction mechanism plays an important role in the neutron production and with increasing the pressure, its role decreases and the importance of thermonuclear mechanism increases. Also at constant pressures, the contribution of beam—target interaction mechanism in neutron production decreases with increasing the discharge energy. The value of the index in the empirical neutron yield scaling law Y_n I E^/2 was found to be about 3.82.     

Perspectives in neutron physics research

Discovery of the neutron in 1932 by Chadwick ushered in a new era of scientific research and technology. The neutron is endowed with unique properties in its mass, life time, spin and magnetic moment etc and every important property has been used in the study of condensed matter, biological molecules, nuclear forces, stellar objects and other fields. Neutron has a wide range of applications in power production, breeding of fissile fuel, radiography, medicine and others.     

中子准直实验装置设计

设计了以中子发生器为源的中子准直实验装置,分别做了不同材料准直器的厚度、准直孔大小改变时,从准直孔和孔周围不同位置射出中子的实验,并将实验中得出的数据与理论值相比较,从而确定该实验装置的使用可行性.     

“强光一号”等离子体断路开关及负载的数值计算

等离子体断路开关（POS）是“强光一号”加速器产生短脉冲γ射线的关键器件之一。应用POS融蚀模型分析了“强光一号”加速器POS与二极管系统的基本工作过程,通过该模型计算获得了POS与二极管系统的总电流以及电子束电流,计算结果与实验结果吻合较好。计算结果表明,“强光一号”POS在工作时并未达到完全磁绝缘状态,其阻抗最终为21.5 Ω,约有60％总电流在二极管负载导通时流过POS,且融蚀模型对POS阻抗增长预测偏高,但由于电流变化较大,二极管负载电压仍能达到4.5 MV左右。     

“强光一号”等离子体开关及负载稳定性分析

强光一号等离子体断路开关(POS)及负载二极管系统工作性能不够稳定,通过分析数据指出POS等离子体源参数差异性是导致系统不稳定的主要原因。POS等离子体源参数重复性测量结果表明,在开关断路时刻等离子体源瞬时发射等离子体密度重复性极差在10%左右,而开关区间累积等离子体密度极差超过100 %。开关区间累积等离子体密度和阴极重粒子发射会对POS断路性能产生显著影响。计算表明开关区间累积等离子体密度差异对POS断路电流阈值影响达到200 kA,与运行数据统计结果一致;在断路电流阈值相同的条件下,阴极物质逸出对二极管电压影响显著,MCNP程序计算结果表明,产生辐射剂量差别可以达到80%,与统计数据相当。