中能质子引起散裂反应的碎片质量分布研究

对 SHIELD程序进行了部分检验,利用SHIELD程序计算质子入射铅的薄靶产生的靶碎片的截面及质量分布和激发函数 ,计算结果较好地再现了实验数据 .并计算了 1 .6Ge V的质子轰击长 60 cm和直径20cm的铅靶的碎片质量分布. The test of part benchmark of SHIELD code was performed. The cross section, mass distribution and excitation function of the fragments (including residual nuclei) in the proton induced spallation reaction on thin Pb target at intermediate energy have been calculated by SHIELD code. And the results are in good agreement with experimental data. The fragment mass distributions from proton induced spallation reaction on thick Pb traget at incident energy 1.6 GeV were also presented.     

中能质子引起散裂反应的碎片质量分布研究

对 SHIELD程序进行了部分检验,利用SHIELD程序计算质子入射铅的薄靶产生的靶碎片的截面及质量分布和激发函数 ,计算结果较好地再现了实验数据 .并计算了 1 .6Ge V的质子轰击长 60 cm和直径20cm的铅靶的碎片质量分布. The test of part benchmark of SHIELD code was performed. The cross section, mass distribution and excitation function of the fragments (including residual nuclei) in the proton induced spallation reaction on thin Pb target at intermediate energy have been calculated by SHIELD code. And the results are in good agreement with experimental data. The fragment mass distributions from proton induced spallation reaction on thick Pb traget at incident energy 1.6 GeV were also presented.     

中高能质子入射碎片质量分布研究

中高能质子轰击靶的碎片的质量分布是了解散裂中子靶的放射性累积和对靶材料性能的影响的一个重要方面.利用在级联-激子模型(CEM)的基础上发展起来的“多步动力学”模型(MSDM,Many Stage Dynamical Model)分别研究了入射质子能量为334,572,775,1200,1500和2600MeV轰击Nb靶,329,555,760,1200,1500和2600MeV轰击¹⁹⁷Au靶,160,230,271,322,533,660,759,1400,1600和2600MeV轰击Pb靶引起的碎片的质量分布,并和实验测量数据进行了比较.     

质子入射散裂产物理论研究方法探讨

简要介绍了几种关于中高能质子入射引起散裂反应产物理论计算的方法,以及这些方法的最新发展.比较了这些方法在理论计算中的特点,指出经典外推方法有局限性,量子分子动力学方法和改进后的M C方法的计算结果与实验数据有较好的符合,但是计算量大,而且量子分子动力学方法在与宏观输运理论连接上存在不少的困难.半经验计算方法已经取得了初步的成果,需要根据新的实验结果来对其进行发展. The analysis on spallation product of proton-induced reaction with intermediate energy has important applications, such as astrophysics, biophysics, spallation neutron source, and accelerator-driven system (ADS) etc. In recent year, some theoretical models have been developed to investigate this reaction processes. At present work, we introduce the extrapolated classic theory, the quantum molecule dynamic (QMD) plus statistical decay and fission models, the method of Mento-Carlo and Smiempirical method for...     

高能质子在散裂靶中的能量沉积计算与实验验证

高能质子在散裂靶中的能量沉积是散裂靶中子学研究的重要内容之一,准确掌握高能质子在散裂靶中引起的能量沉积分布与瞬态变化是开展散裂靶热工流体设计的重要前提.本文采用MCNPX,PHITS与FLUKA三种蒙特卡罗模拟程序,计算并比较了高能质子入射重金属铅靶、钨靶的能量沉积分布及不同粒子对总能量沉积的占比贡献;针对高能质子入射...     

铅散裂靶参数的初步研究

在束流能量为150MeV的前提下计算了中子产额对铅靶尺寸的依赖性.选择某一靶尺寸后讨论了靶系统的放射性活度随时间的变化.最后则比较了不同靶尺寸下的中子能谱.     

p+56Fe散裂反应中同位素产生截面的规律现象

提出一个经验公式,预测散裂反应中同位素产生的截面值,并且利用现有GSI-FRS实验测量的300,500,750,1 000和1 500 MeV/u能量下p+56Fe散裂反应产物的实验结果进行验证。发现此经验公式预测的同位素截面值与实验值的符合度比较好,但随着质量数与能量的改变,同位素产生截面的计算值与实验值的差距也在变大。通过引入质量与能量修正可使此经验公式计算出的同位素截面值的精确度更高,与实验值的符合程度更好。An empirical formula is proposed to predict the isotopic cross section in spallation reactions. The measured fragments in the 300, 500, 750, 1 000 and 1 500 MeV/u p+56Fe spallation reactions have been adopted to perform the analysis. The cross sections of isotopes predicted by the proposed empirical formula have been compared to the experimental results, which shows that the empirical formula can predict the results well. But with the change of the mass and incident energy, the difference between the calculated results and experimental data is larger. The proposed empirical formula is found to predict the isotopic cross sections better, by incorporating the incident energy and mass dependents of fragments.     

高能核-核碰撞中蒸发碎片的研究

在高能核－核碰撞中,基于简单的模型计算,描述了来自弹核和靶核旁观体的蒸发碎片的多重数分布与角分布． Based on the simple modelling calculation,the multiplicity and angular distribution of evaporated fragments from both projectile and target spectators in high energy nucleus-nucleus collisions are described.     

第二讲 散裂中子源和高功率质子加速器

文章介绍了与散裂中子源相关的高功率（几十千瓦到几兆瓦）质子加速器的发展状况,比较了不同类型的加速器组合的优缺点和它们的应用范围,并着重介绍该类型加速器所研究的主要加速器物理和加速器技术问题,其中很多都是当今国际粒子加速器领域的前沿问题.文中还简单地介绍了中国散裂中子源（CSNS）计划的加速器概念设计方案.     

散裂靶中质子束窗的散射效应

质子束窗是在高功率靶区中的一个分界窗,它将质子输运线上高真空区域和氦容器中的氦环境分开。在其他散裂中子源中质子束窗的热效应以及机械问题都已经被研究过了,但质子束在该窗中散射效应的研究却很少被报导,然而在靶设计中如果没有处理好质子束窗的散射效应会有很大的问题。报导了质子束窗散射效应的模拟计算结果,包括不同质子束窗的材料和结构选择,并以中国散裂中子源（CSNS）为例,介绍了在CSNS一期和二期中质子束窗采用周边水冷的铝合金单层结构,CSNS三期采用中间水冷的铝合金夹层结构。文中给出了不同结构的质子束窗和不同的与靶距离散射效应对靶上经非线性磁铁均匀化的束流分布的影响的模拟计算结果。模拟结果显示质子窗的散射效应对束流损失和靶上的束流分布有重要的影响。     

中能质子在重核上的散裂反应的产物分布

利用量子分子动力学和裂变理论,统一计算了入射能量为322,660和800MeV的p+²⁰⁸Pb散裂产物的质量和电荷分布.计算结果能较好地再现实验测量数据.     

利用GEANT4和FLUKA研究质子诱发散裂反应出射中子双微分截面

在中高能质子诱发散裂反应相关核工程设计中,可靠的蒙特卡罗模拟程序结合核反应理论模型具有较好的理论指导意义。本工作中,利用GEANT4耦合INCL4和ABLA理论模型以及FLUKA耦合PEANUT模型模拟计算了几百MeV至几个GeV质子轰击Be,Al,Fe,W,U等靶后30°,60°,120°,150°出射角产生的散裂中子双微分截面,并与现有实验数据进行了比较。结果发现,FLUKA和GEANT4模拟计算较好地再现了Al,Fe,W,U等靶实验测量数据。然而,模拟结果明显低估了Be靶出射中子能量小于10 MeV能区的实验数据。For the design of nuclear engineering related with medium-high energy proton induced spallation reaction,the reliable Monte Carlo simulation codes coupled with nuclear reaction models have a good theoretical guidance.In this work,the production spallation neutron double differential cross sections at 30°,60°,120°,150°emission angle for Be,Al,Fe,W,U target materials at incident proton energies between several hundred MeV and GeV are theoretically calculated by using the GEANT4 coupled INCL4 and ABLA,and the FLUKA coupled PEANUT.The calculated results were compared with the available experimental data.It is found that the GEANT4 and FLUKA calculations well reproduced the experimental measurement of Al,Fe,W,U target materials.However,calculations obviously underestimated the emission neutrons of Be target for lower than 10 MeV energy range.     

偏应力对材料层裂强度影响的实验研究

 采用热装配方法对平面样品施加径向应力,获得不同程度的偏应力,通过轻气炮实验获得了不同预应力下LY12铝合金层裂信号,结果表明：即使在相同撞击速度下,材料的层裂强度差异也发生明显变化。偏应力越大,材料的层裂强度越小,由于不同的球面层裂具有不同的偏应力场,通过本实验方法有可能将球面层裂与一维平变下的层裂联系起来。     

脉冲激光产生层裂的一维和二维数值计算

 通过简化的物理分析，将脉冲激光加载简化为一定的力学边界条件，考虑了材料内部的损伤演化，采用含损伤的热粘塑性本构模型模拟了铝合金材料的层裂。由于脉冲激光产生的压力脉冲较短，随后的卸载波将使得靶中传播的冲击波压力幅值下降。一维和二维计算得到的层裂片厚度与已有的实验数据符合很好。通过计算，得到了脉冲激光发生层裂时的应变率。     

用于散裂中子源直线加速器超导段相速度设计分析

对用于散裂中子源的质子直线加速器的超导加速段进行了初步设计,其中,包括加速腔腔形的设计和优化、超导加速段的结构布局.另外,对超导加速腔的加速单元数的选择及设计值β_G的确定、加速腔的优化原则及束流的动力学性质进行了讨论.     

损伤度函数模型用于3种钢层裂的二维数值模拟

 把损伤度函数模型嵌入到二维有限元程序DEFEL中,并对3种钢（HR-2钢、2169钢及45钢）的平板撞击层裂实验进行了数值模拟,在模拟中计及材料的屈服硬化效应和Bauschinger效应的影响,较好地再现了实测自由面的速度历史,同时给出了样品中的损伤分布及其发展。在数值模拟中发现,断裂面附近所受最大拉应力介于由声学近似解析计算的层裂强度和从三项式固体状态方程出发得出的断裂理论值之间,并对三者之间的差异作了分析,表明数值模拟结果是合理的。