氘氚中子發(fā)生器脈沖束線與中子能譜測量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、核科學(xué)的研究和應(yīng)用對強流氘氚中子發(fā)生器需求巨大，但具有脈沖功能的強流氘氚中子發(fā)生器尤其缺乏。設(shè)計建設(shè)一臺具有脈沖/直流兩用型強流氘氚中子發(fā)生器和相關(guān)的核測量裝置對于發(fā)展先進核能相關(guān)技術(shù)具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容是:(1)強流氘氚中子發(fā)生器HINEG(Highly Intensified Neutron Generator)的脈沖束線物理設(shè)計(2)HINEG的源中子分析(3)中子能譜測量研究，包括中子飛行時間測量系統(tǒng)、Bonner多

2、球譜儀、能譜反卷積算法。
　　 首先完成HINEG脈沖束線的物理設(shè)計。脈沖束線分為束流傳輸系統(tǒng)和脈沖化裝置兩部分分別進行設(shè)計。為保證氘束流能夠順利傳輸?shù)桨?，使用Transport和LEADS兩種束流光學(xué)程序計算脈沖束線的束流包絡(luò)圖。脈沖化裝置設(shè)計采用解析公式和經(jīng)驗完成初步參數(shù)的確定，而后使用LMOVE程序和數(shù)值模擬方法進行了詳細(xì)計算，并最終基于數(shù)值模擬方法進行優(yōu)化。最終完成的脈沖束線物理設(shè)計能夠在離子源引出2mA流強的情況下，到

3、靶束流達到如下指標(biāo):束斑控制在4.6～7.4mm，最大流強達到164μA，脈沖寬度為1.26ns，均達到了設(shè)計指標(biāo)。
　　 隨后論文分析了HINEG所產(chǎn)生的源中子情況。在源中子分析中，氚濃度深度分布是必需的參數(shù)，通常假設(shè)為均勻分布，經(jīng)過評估后發(fā)現(xiàn)這種假設(shè)對于源中子分析會引入較大的誤差。由此提出一種使用伴隨α粒子能譜數(shù)據(jù)反演氚濃度深度分布數(shù)據(jù)的方法，并基于已報道的伴隨α粒子能譜對該方法進行了測試，反演結(jié)果基本符合物理事實，在此基礎(chǔ)