中国散裂中子源中子束参数测量方法与技术研究

发布时间：2023-05-20 09:24

　　中国散裂中子源(CSNS)在调试运行期间,准确测量靶站中子束线的中子能谱、中子通量及中子脉冲形状等重要中子学参数,可为下一步开展中子散射技术应用研究及后期散射谱仪的建设奠定基础。另外,靶站中子束线中子学参数的测量,可为CSNS靶-慢化器-反射体、中子导管、中子斩波器等设计的合理性分析提供依据。本论文基于中国散裂中子源(CSNS)中子束参数测量的需要,开展了中子束能谱、通量及中子脉冲形状等实验测量技术及方法研究,主要的研究内容、研究结果及结论如下:开展了传统TOF方法(即脉冲计数模式)和CTOF方法(电流积分模式)中子能谱测量原理及相关理论的研究,通过比较两种方法的优缺点,提出了在CSNS中子学性能调试初期阶段,采用CTOF法开展CSNS中子参数测量的基本方案。研发了CTOF测量系统,在中国绵阳研究堆(CMRR)飞行时间极化中子反射谱仪(TPNR)中子束线上,开展了CTOF测量系统的实验测试。完成了CTOF测量系统平均电荷量的实验测量和TPNR中子束线中子能谱测量,并与TOF法测得能谱数据进行了对比,结果显示,两种方法测得能谱数据能很好的符合,验证了CTOF系统用于中子能谱测量的可靠性。...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 中子物理学发展及中子应用技术简介
    1.2 中子源的类型及特点综述
    1.3 散裂中子源的原理及国内外发展现状
        1.3.1 散裂中子源基本原理
        1.3.2 散裂中子源国内外发展现状
    1.4 中国散裂中子源简介
        1.4.1 中国散裂中子源结构及设计参数
        1.4.2 中国散裂中子源的靶站及中子谱仪简介
        1.4.3 中国散裂中子源的进展及中子束参数测量工作简介
    1.5 中子能谱测量方法综述
    1.6 论文的主要研究内容及结构
第二章 飞行时间中子能谱测量方法及相关理论
    2.1 飞行时间方法中子能谱测量基本原理
    2.2 传统TOF法中子能谱测量理论
    2.3 CTOF法中子能谱测量理论
    2.4 TOF与CTOF测量方法特点对比
    2.5 本章小结
第三章 CTOF中子能谱测量系统研究及实验测试
    3.1 CTOF测量系统组成
    3.2 锂玻璃中子探测器及其性能测试
        3.2.1 中子探测器
        3.2.2 锂玻璃探测器性能测试
    3.3 数据采集设备及软件
        3.3.1 数据采集设备
        3.3.2 数据采集软件
    3.4 CTOF测量系统在绵阳研究堆上的实验测试
        3.4.1 TPNR谱仪中子束线简介
        3.4.2 实验测试方案
        3.4.3 CTOF法测量中子能谱和中子通量
            3.4.3.1 中子平均电荷量测试及数据处理
            3.4.3.2 CTOF法中子能谱测量测试
            3.4.3.3 CTOF法测量中子通量测量
        3.4.4 TOF法中子能谱测量
            3.4.4.1 3He管中子探测器及中子探测效率计算
            3.4.4.2 TOF法测量中子能谱
        3.4.5 金箔活化法中子通量测量
        3.4.6 中子能谱和中子通量实验测量结果对比及分析
            3.4.6.1 中子能谱实验测量结果对比及分析
            3.4.6.2 中子通量实验测量结果对比及分析
    3.5 CTOF测量系统的不确定度分析
        3.5.1 γ射线对CTOF测量数据不确定度影响的分析
        3.5.2 γ射线影响的模拟研究
    3.6 采用CTOF系统对CSNS中子束参数的初步测量
    3.7 本章小结
第四章 中子脉冲形状相关理论研究和初步实验测试
    4.1 中子脉冲形状测量简介
    4.2 晶体衍射法中子脉冲形状测量相关理论
    4.3 中子脉冲形状测量系统及测量方法简介
        4.3.1 测量系统简介
        4.3.2 云母单色器
    4.4 中子脉冲形状测量系统实验测试
    4.5 测试实验结果及讨论
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3820863