基于神光Ⅲ原型中子活化樣品的“跑兔”試驗系統(tǒng)的研制.pdf

1、在激光慣性約束聚變(以下簡稱ICF)研究中，中子對診斷燃燒的燃料區(qū)特性特別有效。衡量ICF內(nèi)爆成功與否的最重要的標志之一是中子產(chǎn)額。為了測量中子產(chǎn)額，我們發(fā)展了多種測量手段。氘氚(簡寫為DT)中子產(chǎn)額大于10<'7>，常用活化法來測量。在中子活化分析中，樣品的傳輸系統(tǒng)是其基本設(shè)備之一，我們把樣品的氣動傳送系統(tǒng)稱為“跑兔”系統(tǒng)。輻照后，Cu活化樣品需從輻照位置迅速轉(zhuǎn)移到放射性活度測量位置，神光Ⅲ原型裝置靶室距離放射性活度測量位置約有30m

2、～50m，人員不便進入靶場取輻照樣品。在這種需要快速傳輸樣品且人工操作不便的情況下，“跑兔”裝置的應(yīng)用是必要的。跑兔裝置已經(jīng)成功地應(yīng)用于加速器、反應(yīng)堆、醫(yī)學(xué)等多種領(lǐng)域，與同類裝置相比，國內(nèi)外此類裝置傳輸樣品尺寸和質(zhì)量都較小，直徑小至幾毫米，大至35mm；我們設(shè)計的“跑兔”系統(tǒng)的特殊性在于涉及的中子活化樣品體積大(～Φ50mmxlomm)，質(zhì)量大(～200g)，傳輸距離長(約30m～50m，)。本論文研制了一套基于神光Ⅲ原型的“跑兔”裝置

3、的試驗系統(tǒng)，用于傳輸中子活化分析用的輻照樣品。本論文主要的創(chuàng)新點及創(chuàng)造性工作如下： 根據(jù)樣品的運動特性建立了數(shù)學(xué)模型，利用matlab編寫程序，詳細計算并分析了樣品傳輸過程中氣源壓力、潤滑劑粘滯系數(shù)及樣品盒與管壁的間距對樣品速度的影響。計算結(jié)果表明，跑兔裝置可在2.27s的時間范圍內(nèi)將樣品傳輸?shù)街付ㄎ恢?。模擬計算的結(jié)果對跑兔裝置中氣動部分的設(shè)計提供了數(shù)據(jù)參考。 針對跑兔裝置中氣動部分，對氣動所需的元器件如空壓機、儲氣罐等

4、進行了設(shè)計計算，并比較選定了滿足跑兔裝置應(yīng)用要求的氣動元器件。并且設(shè)計加工了樣品盒、密封裝置及管道連接件等。 設(shè)計了時間間隔測量系統(tǒng)，通過比較分析選取了速度檢測所需的傳感器，及定位用的光電開關(guān)，繪制了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接線路圖，運用VB語言編制了樣品速度測量系統(tǒng)的軟件。 對跑兔裝置進行了安裝調(diào)試，測得了各條件下樣品運動的時間間隔，并繪制了樣品運動特性實驗曲線圖。與理論計算值比較，分析了造成實際值與理論值相差的主要原因。并對