中子管中离子束束流品质影响因素的数值模拟研究
发布时间：2021-01-02 03:10
紧凑型中子管是一种小型、加速器型中子发生器,由于具有的例如高产额、长寿命、便携等优点,具有非常广阔的应用前景,成为国内外的研究热点。紧凑型中子管的主要组成部分为真空弧离子源、等离子体扩散区、抽取加速系统以及靶系统。其中氘离子离子从离子源中由真空弧放电产生,经扩散均匀后在抽取加速系统电场作用下被抽取成束且不断受到加速后抵达靶面,与靶中氚核发生核反应生成中子。中子产额不仅取决于入射氘离子束能量（受DT反应截面影响）,还与束流品质、束流强度以及待轰击靶的状态等密切相关。百keV量级的氘离子束流轰击含氚金属靶膜表面,不可避免地会产生二次电子,而由于荷质比的原因,二次电子电流不仅会大大增加加速电源的负载而且可能会反轰损坏抽取栅网,因此通常人们会采取加弱反向电压屏蔽筒或屏蔽网等方法来加以抑制,这是一个由外电路所描述的动态过程。由于靶膜中的氚元素具有天然放射性,会自发地衰变成氦原子,而氦原子除少量会通过早期氦释放从靶膜逃逸出来形成本底气体以外,大多数氦原子会在靶膜中游离并在缺陷处会聚成氦泡而被“固化”在靶膜中。当具有100keV左右能量的氘离子轰击靶表面时,除了会产生二次电子效应以外,同时还会击破膜...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁场在Yce网格的分布
??３．１．１物理建模??图３．１为加速区几何模型（为节省计算资源，将从稠密等离子体中抽取氘离子成束??并加速到靶的过程简化为从平面电极直接发射氘离子束）。ａ为氘离子的发射面，ｂ为??加速屏蔽电极，ｃ为靶面。在实际的中子管中，氘离子的发射面是凹向离子源内部的弯??月面，在抽取加速电压的作用下先汇聚再发散，最后打在靶面上。由于本文研究的主要??是加速电压对氘离子束束流品质的影响，所以这里将氘离子的发射面简化为平面发射。??２．０??，??ｂ?ｒ￣??１．０?？??Ｉ?°－°?ａ?ｉ??－１．０??－２．０?丨?＊??５．０?１０．０?１５．０?２０．０??ｘｍｍ??图３．１加速区几何模型??由于本节建立的是静电场模型，时间步长不需要满足ＣＦＬ条件，但要能够描述电子??热运动，设定模型时间步长ＷｚＺ．ｏｙｓｘｉｏ１、。为了满足精细网格稳定性条件，设定模??型网格宽度ＡＹ?＝?０．１ｍｍ。因为本节中粒子以束流的形式分布
电极上施加－５０?ｋＶ，?－１００?ｋＶ和－１５０?ｋＶ的电势，以得到不同在加速电极上施加－１００?ｋＶ的电势即加速电压１００?ｋＶ时，电。??＾．－＾１?２０２．１??０?ｊ—Ｉ，．??；??１５１．６．０??－ＩＯｉ．ｌ．０??．０?！??ｉ＿＿Ｉ?????續評??．０?Ｌ￣?〇?〇??１０－?ｋＶ／ｍ??５．０?〗０■０?１５．０?２０．０??ｘ，ｍｍ??图３．４电场强度矢量分布??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硼中子俘获治疗的进展及前景[J]. 王淼,童永彭. 同位素. 2020(01)
[2]快中子伴随α粒子成像技术在包裹爆炸物检测中的应用[J]. 王强,王月,郑玉来. 同位素. 2018(01)
[3]基于D-T紧凑型中子源的快中子照相准直屏蔽体设计及中子束特性模拟研究[J]. 张杰,王俊润,张宇,黄智武,马占文,李建一,韦峥,卢小龙,徐大鹏,姚泽恩. 原子核物理评论. 2017(04)
[4]金属表面下氦泡融合与释放研究[J]. 张宝玲. 原子与分子物理学报. 2016(05)
[5]脉冲离子束作用下金属氚化物氦释放测量技术研究[J]. 林菊芳,刘猛,言杰,柯建林,邱瑞,李余. 原子能科学技术. 2015(12)
[6]脉冲离子束作用下靶面次级电子的抑制[J]. 杨振,彭宇飞,龙继东,蓝朝晖,董攀,石金水. 强激光与粒子束. 2012(09)
[7]时效氚化锆的氦释放及结构变化[J]. 梁建华,彭述明,周晓松,丁伟,龙兴贵. 原子能科学技术. 2010(08)
[8]金属氚化物中氦行为的研究现状与发展趋势[J]. 彭述明,周晓松. 原子能科学技术. 2009(S1)
[9]微型潘宁离子源引出结构计算仿真与设计[J]. 肖坤祥,孙山,谈效华,金大志. 测井技术. 2009(05)
[10]中子发生器束流传输光学系统研究及模拟计算[J]. 祖秀兰,周长庚,娄本超,李艳,李彦,雄日恒. 强激光与粒子束. 2009(03)
硕士论文
[1]中低能离子致靶二次电子发射系数研究[D]. 陈佳林.兰州大学 2014
本文编号：2952534
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁场在Yce网格的分布
??３．１．１物理建模??图３．１为加速区几何模型（为节省计算资源，将从稠密等离子体中抽取氘离子成束??并加速到靶的过程简化为从平面电极直接发射氘离子束）。ａ为氘离子的发射面，ｂ为??加速屏蔽电极，ｃ为靶面。在实际的中子管中，氘离子的发射面是凹向离子源内部的弯??月面，在抽取加速电压的作用下先汇聚再发散，最后打在靶面上。由于本文研究的主要??是加速电压对氘离子束束流品质的影响，所以这里将氘离子的发射面简化为平面发射。??２．０??，??ｂ?ｒ￣??１．０?？??Ｉ?°－°?ａ?ｉ??－１．０??－２．０?丨?＊??５．０?１０．０?１５．０?２０．０??ｘｍｍ??图３．１加速区几何模型??由于本节建立的是静电场模型，时间步长不需要满足ＣＦＬ条件，但要能够描述电子??热运动，设定模型时间步长ＷｚＺ．ｏｙｓｘｉｏ１、。为了满足精细网格稳定性条件，设定模??型网格宽度ＡＹ?＝?０．１ｍｍ。因为本节中粒子以束流的形式分布
电极上施加－５０?ｋＶ，?－１００?ｋＶ和－１５０?ｋＶ的电势，以得到不同在加速电极上施加－１００?ｋＶ的电势即加速电压１００?ｋＶ时，电。??＾．－＾１?２０２．１??０?ｊ—Ｉ，．??；??１５１．６．０??－ＩＯｉ．ｌ．０??．０?！??ｉ＿＿Ｉ?????續評??．０?Ｌ￣?〇?〇??１０－?ｋＶ／ｍ??５．０?〗０■０?１５．０?２０．０??ｘ，ｍｍ??图３．４电场强度矢量分布??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硼中子俘获治疗的进展及前景[J]. 王淼,童永彭. 同位素. 2020(01)
[2]快中子伴随α粒子成像技术在包裹爆炸物检测中的应用[J]. 王强,王月,郑玉来. 同位素. 2018(01)
[3]基于D-T紧凑型中子源的快中子照相准直屏蔽体设计及中子束特性模拟研究[J]. 张杰,王俊润,张宇,黄智武,马占文,李建一,韦峥,卢小龙,徐大鹏,姚泽恩. 原子核物理评论. 2017(04)
[4]金属表面下氦泡融合与释放研究[J]. 张宝玲. 原子与分子物理学报. 2016(05)
[5]脉冲离子束作用下金属氚化物氦释放测量技术研究[J]. 林菊芳,刘猛,言杰,柯建林,邱瑞,李余. 原子能科学技术. 2015(12)
[6]脉冲离子束作用下靶面次级电子的抑制[J]. 杨振,彭宇飞,龙继东,蓝朝晖,董攀,石金水. 强激光与粒子束. 2012(09)
[7]时效氚化锆的氦释放及结构变化[J]. 梁建华,彭述明,周晓松,丁伟,龙兴贵. 原子能科学技术. 2010(08)
[8]金属氚化物中氦行为的研究现状与发展趋势[J]. 彭述明,周晓松. 原子能科学技术. 2009(S1)
[9]微型潘宁离子源引出结构计算仿真与设计[J]. 肖坤祥,孙山,谈效华,金大志. 测井技术. 2009(05)
[10]中子发生器束流传输光学系统研究及模拟计算[J]. 祖秀兰,周长庚,娄本超,李艳,李彦,雄日恒. 强激光与粒子束. 2009(03)
硕士论文
[1]中低能离子致靶二次电子发射系数研究[D]. 陈佳林.兰州大学 2014
本文编号：2952534
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/2952534.html
