磁质子反冲谱仪磁分析系统的设计

磁质子反冲谱仪(MPR)是测量惯性约束聚变(ICF)实验和高功率聚变装置中子能谱的一种新型高性能诊断仪器,磁分析系统是其核心部分。通过2维束流输运和3维粒子输运模拟完成了紧凑型MPR谱仪磁分析系统的设计,对系统参数及系统性能进行了分析,分别根据能量分辨力、探测效率和计数率优先原则提出3种系统设计方案。结果表明:磁分析系统在1.5%~3.0%的能量分辨力范围达到10-5~10-4量级的探测效率,结构紧凑,符合MPR谱仪的设计目标。     

Characteristics of the magnetic analysis system for a compact MPR-type spectrometer

The magnetic proton recoil（MPR）spectrometer is a novel diagnostic instrument with high perfor-mance for measurements of neutron spectra in inertial confinement fusion（ICF）experiments and high power fusion devices.A compact MPR-type spectrometer dedicated to the research of pulsed deuterium-tritium（DT）neutron spectroscopy of special experimental conditions is currently under design.Analyses of the main parameters and performance of the magnetic analysis system through 3-D particle transport calculations and MonteCarlo simulations and calibration of the system performance as a test using CR-39 solid track detector and α particle from 239pu and 226Ra radioactive sources are presented in this paper.The results indicate that the magnetic analysis system will achieve a detection efficiency level of 10-5-10-4 at an energy resolution of 1.5%-2.1%,and fulfills the design goals of the spectrometer.     

铝合金材料在14 MeV中子

铝合金是激光惯性约束聚变(ICF)装置中最常用的结构材料之一,将直接受到高能量、高产额的中子辐照。评估铝合金材料在14 MeV中子辐照下的活化特性,可为我国ICF装置的材料选取提供参考。采用FISPACT活化计算软件,计算并比较了三种不同牌号的铝合金材料在14 MeV中子辐照后产生的比活度和剂量率,并分析了不同元素对比活度和剂量率的贡献。结果表明,铝合金的比活度和剂量率在冷却一周之内下降了3个数量级。铝合金的活化主要来自Al元素、Mn元素和Zn元素,主要活化产物为24Na, 54Mn和65Zn。Al元素在冷却一周内对比活度(剂量率)的贡献大于90%,其余两种元素在两周之后占主导作用,其贡献之和超过50%。通过选取低Mn, Zn质量分数的铝合金,可降低材料在活化后的放射性水平。     

一种基于吸气电极的新型真空触发开关

针对真空触发开关触发时延和抖动大、使用寿命不长的难题,设计了一种基于吸气电极的新型真空触发开关,开展工作寿命测试实验和不同触发极性、主间隙电压和触发能量下的导通特性实验。实验结果表明:与纯金属电极开关相比,吸气电极开关的触发时延和抖动更小,工作寿命更长。负极性触发时的触发时延和抖动均远低于正极性触发。正极性触发的触发时延为1.7～3 μs,抖动为300～700 ns,而负极性触发的触发时延为400～600 ns,抖动为30～70 ns。触发时延和抖动都随着触发能量的增大而减小,但当能量高于一定值后,触发能量对导通特性的影响趋于饱和。     

13 nm窄带Si/Mo/C多层膜反射镜

基于多层膜准单色覆盖50~1500 eV能谱的多能点发射光谱测量系统可获得聚龙一号装置Z-pinch等离子体X射线源的能谱结构和总能量等信息。考虑装置的条件,在13 nm处的多层膜需要工作在掠入射角60。常规的Mo/Si多层膜尽管反射率最高,但其带宽较大,不能满足多层膜准单色的要求。因此提出将Mo和C共同作为多层膜的吸收层材料与Si组成Si/Mo/C多层膜,可使反射率降低较小而带宽明显减小。采用磁控溅射方法制备了Si/Mo/C多层膜,其掠入射X射线反射测量表面多层膜的结构清晰完整,同步辐射工作条件下反射率测量,得到Si/Mo/C多层膜在13 nm处和掠入射角60时的反射率为56.5%,带宽为0.49 nm（3.7 eV）。     

组合闪烁探测系统的中子能量响应研究

组合闪烁探测系统由"Pb过滤片加塑料闪烁探测器"组成. 采用直流标定方法,实验研究了ST401、ST1422、ST1423组合探测系统对0.565MeV-14.16MeV能量范围的6个能点的中子灵敏度,得到了探测系统的中子灵敏度随Pb过滤片厚度的变化、随闪烁体厚度的变化和随中子能量的变化关系. 利用理论计算和实验测量结果相结合,获得了3种组合闪烁探测系统的中子灵敏度能量响应曲线.     

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).     

“强光”1号Z-Pinch实验一维空间分布X-Ray辐射特性

测量零功率堆中子衰变常数α（负λ参数）通常用罗西一磁或随机脉冲源法等。但这些测量方法费时较长，为适应实验需要进行了瞬态测量方法研究。瞬态法负λ测量的特点：需要一个高强度、窄脉冲外中子源（比如说DPF中子源）；测点处有很强的直照中子和散射本底，比被测信号高3个多量级；进行负λ测量时必须对探测器进行屏蔽，为减少屏蔽体体积开展了门控PMT负λ测量技术研究。     

脉冲裂变中子总数测量新方法的理论研究

 简述了作者提出的脉冲裂变中子测量原理，介绍了一种采用中子灵敏度补偿原理建立的中子测量探测系统，即由辐射衰减器+载⁶Li塑料闪烁探测器组成的探测系统。采用数值模拟方法对该探测系统的参数进行了优化计算，给出了理论优化计算结果并进行了分析讨论，对这种方法和探测系统的适应性进行了分析，预测了这种方法的应用前景。     

国产无机闪烁晶体LaCl_3∶Ce的探测能力和时间响应测量

以国产的掺铈氯化镧(LaCl3:Ce)闪烁晶体与线性电流大于1.5 A的光电倍增管构成闪烁探测器,利用 60Co、137Cs放射性标准源场,实验测量这种探测器对γ辐射的探测能力,并与同情况NaI:Tl闪烁探测器进行比对;利用266 nm单色激光和ns级的γ脉冲辐射分别对这种闪烁体的光致激发、辐射激发的时间响应性能进行测量.测量结果表明:国产新型LaCl3:Ce无机闪烁晶体样品构成的探测器对1.25 MeV 、0.66 MeV γ射线的探测能力平均约为同情况NaI:Tl闪烁探测器的103%,高的已超过了同尺寸NaI:Tl构成的闪烁探测器;266 nm单色激光光致激发时间响应波形前沿、半高宽、后沿和衰减常数分别为1.05 ns、17.42 ns、54.30 ns和24.61 ns,ns级的γ脉冲辐射激发的时间响应波形前沿、半高宽、后沿和衰减常数分别为1.52 ns、21.99 ns、75.13 ns和34.19 ns.