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文檔簡(jiǎn)介

1、白光中子源探測(cè)器系統(tǒng)近中期發(fā)展規(guī)劃和首批實(shí)驗(yàn)安排,阮錫超WNS合作組中國(guó)原子能科學(xué)研究院中科院高能物理研究所中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所西北核技術(shù)研究所中國(guó)科技大學(xué)CSNS白光中子源中期檢查會(huì)議,2016.6.27-28,中科院高能物理研究所東莞分部,廣東東莞,報(bào)告內(nèi)容,1. 中子核數(shù)據(jù)的用途2. 中國(guó)散裂中子源反角白光中子束線3. 探測(cè)器系統(tǒng)近中期規(guī)劃4. 首批實(shí)驗(yàn)計(jì)劃5. 人員與分工6. 初步進(jìn)度安

2、排,基礎(chǔ)研究:核天體物理、中微子物理、核反應(yīng)理論模型,新型核能系統(tǒng):☆ 第四代反應(yīng)堆☆ ADS及核廢料嬗變☆ 聚變堆,核數(shù)據(jù)在許多領(lǐng)域有重要的應(yīng)用:,國(guó)防科技,其他應(yīng)用:同位素生產(chǎn)、核查、治癌、單粒子效應(yīng)、材料輻照損傷等,1.中子核數(shù)據(jù)的用途,核能,國(guó)家安全,同位素生產(chǎn),其它方面,基礎(chǔ)研究:中微子物理,大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中微子能譜與理論預(yù)研的在5 MeV左右有較大分歧。目前認(rèn)為裂變產(chǎn)物產(chǎn)額、產(chǎn)物的貝塔譜、活度及分支

3、比等存在問(wèn)題,需要精確的測(cè)量以澄清分歧。,對(duì)核數(shù)據(jù)的需求:,,,,,,,Nuclear data needs for the main s-process,We need to measure (n,g) cross sections between 0.1 and 500 keV.,Better uncertainties (1-3%)S-only nucleiNuclei with small neutron cross

4、section (around neutron magic numbers),Nr=Nsolar-Ns,,,基礎(chǔ)研究:核天體物理,中子增殖:(n,f), (n,2n), (n,3n)中子消失:透射、(n,g)、(n,p)等中子慢化:散射(彈性、非彈),在裝置的設(shè)計(jì)上需要一系列精確的核數(shù)據(jù)支撐!,核能系統(tǒng):鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的主要中子學(xué)過(guò)程,提高現(xiàn)有核電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性:增加燃耗需要更精確的核數(shù)據(jù)新型核能系統(tǒng)研發(fā)需要更多精確的核數(shù)據(jù)支撐

5、,核能開發(fā)對(duì)核數(shù)據(jù)的需求,燃料增殖與核廢料嬗變,(n,f),(n,g),快堆,,ADS,,,,需求小結(jié):高精度:大部分需求精度5%以內(nèi),有些3%以內(nèi)。大量的錒系核、次錒系核及不穩(wěn)定核數(shù)據(jù)需求。樣品制備、強(qiáng)放射性本底干擾。能區(qū):覆蓋eV至幾十MeV,需要好的中子源條件。,核數(shù)據(jù)測(cè)量專用管道,2.中國(guó)散裂中子源反角白光中子束線,CSNS(55 m),該中子源的競(jìng)爭(zhēng)力:中子源強(qiáng):1 keV以上束流時(shí)間:每年5000小時(shí),中子源強(qiáng),

6、時(shí)間分辨,,,,,中子能量,反應(yīng)截面,,該中子源對(duì)我國(guó)核數(shù)據(jù)測(cè)量的意義,,填補(bǔ)共振區(qū)測(cè)量能力的空白對(duì)多種核數(shù)據(jù)具備全能區(qū)測(cè)量能力(俘獲,裂變,(n,x)等)可提高有些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測(cè)量精度,3.探測(cè)器系統(tǒng)近中期規(guī)劃,基本原則:以核數(shù)據(jù)工作為重點(diǎn)兼顧基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,近期規(guī)劃(現(xiàn)在到2018年3月),主要為首批物理實(shí)驗(yàn)服務(wù)選擇投資較小,又比較容易獲得成果的探測(cè)器系統(tǒng):基于多層裂變電離室的裂變截面測(cè)量系統(tǒng)基于C6D6探測(cè)器的中子

7、俘獲截面測(cè)量系統(tǒng)帶電粒子探測(cè)系統(tǒng)束流能譜、注量率、剖面監(jiān)測(cè)系統(tǒng),束流測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng),T0信號(hào)拾取,注量率監(jiān)測(cè)6LiF+Si探測(cè)器,能譜:裂變室注量率:裂變室剖面測(cè)量:照相系統(tǒng),為首批物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的探測(cè)器系統(tǒng)!,(n,?)反應(yīng)截面測(cè)量系統(tǒng),裂變截面測(cè)量系統(tǒng),帶電粒子測(cè)量系統(tǒng),中期規(guī)劃(2018年3月之后三年左右時(shí)間),近期規(guī)劃3臺(tái)譜儀主要滿足首批物理實(shí)驗(yàn)需求,中期規(guī)劃6臺(tái)譜儀滿足更高水平的核數(shù)據(jù)研究需求,關(guān)鍵技術(shù)

8、研究科技部項(xiàng)目,(n,?)反應(yīng)截面測(cè)量系統(tǒng),裂變截面測(cè)量系統(tǒng),裂變瞬發(fā)中子測(cè)量系統(tǒng),伽瑪探測(cè)器陣列,帶電粒子探測(cè)器陣列,探測(cè)器系統(tǒng)中期規(guī)劃,中子俘獲截面測(cè)量系統(tǒng),近期:C6D6探測(cè)器系統(tǒng)(系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資小、效率較低)主要用于穩(wěn)定核、反應(yīng)截面較大的能區(qū)的中子俘獲截面測(cè)量,中期:BaF2陣列探測(cè)器系統(tǒng)(系統(tǒng)復(fù)雜、投資大、效率高)用于不穩(wěn)定核、稀有核素及反應(yīng)截面較小的能區(qū)的中子俘獲截面測(cè)量,裂變截面測(cè)量系統(tǒng),近期:多層裂變電離室

9、主要用于alpha活度較小的樣品的裂變截面測(cè)量,中期:TPC系統(tǒng)用于裂變截面的高精度測(cè)量,高alpha活度樣品的測(cè)量等,束流剖面測(cè)量系統(tǒng),近期:iCCD照相系統(tǒng)與閃爍絲陣列用于束流剖面測(cè)量,中期:氣體微結(jié)構(gòu)探測(cè)器和高空間分辨閃爍絲陣列時(shí)間關(guān)聯(lián)的束流剖面測(cè)量中子照相及共振中子照相,中子探測(cè)器陣列,n,碎片,主要燃料核的裂變瞬發(fā)中子譜測(cè)量非彈性散射截面散射截面的準(zhǔn)積分實(shí)驗(yàn)中子與氘核的反應(yīng),高純鍺探測(cè)器陣列,各種中子反應(yīng)

10、的伽馬產(chǎn)生截面測(cè)量衰變數(shù)據(jù)測(cè)量豐中子核的核結(jié)構(gòu)研究,4. 首批實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,強(qiáng)度、能譜:235,238U裂變電離室,6Li監(jiān)測(cè)片束流剖面:原子能院與21所同時(shí)發(fā)展一套系統(tǒng)(PSPMT和iCCD系統(tǒng))NIM文章,第一個(gè)實(shí)驗(yàn):反角白光中子的各種參數(shù)測(cè)量(強(qiáng)度、能譜、束流剖面等),是后續(xù)所有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)!,見(jiàn)鮑杰報(bào)告,首批實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,俘獲截面:C6D6探測(cè)器系統(tǒng)(后面詳細(xì)報(bào)告)裂變截面:普通裂變電離室(見(jiàn)劉榮報(bào)告)全截面:劉榮報(bào)告(n,

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