用于聚变中子能谱诊断的双闪谱仪设计技术研究

发布时间：2023-11-23 19:47

　　磁约束聚变是解决全球能源危机的重要途径。DD和DT聚变中子是托卡马克装置中唯一能够逃出的粒子,也是唯一可以透射出装置的粒子。中子诊断在等离子体物理、托卡马克运行、包层设计、氚增殖和辐射防护等研究领域是非常有用和可靠的。通过中子通量监测和能谱诊断,可以获得等离子参数的一系列关键物理信息,包括等离子体温度、快离子份额和杂质水平等。在中子能谱诊断中,探测效率和能量分辨率是两个关键参数。本文对中子飞行时间谱仪的原理进行了分析,并通过模拟计算和实验的方式给出了最终的飞行时间谱仪的设计。由于EAST在今后的中子产额有望进一步提高,考虑到今后的托卡马克中子诊断的需求,能量分别率是优先考虑的参数,同时兼顾飞行时间谱仪的探测效率。本文的具体工作如下：1.分析了中子飞行时间谱仪的原理。本文中的中子飞行时间谱仪采用初级和次级两块塑料闪烁体。经过准直的DD中子入射到初级闪烁体上,散射后的中子入射到次级闪烁体上。初级和次级闪烁体都位于TOF常数球上,这样可以获得最佳的能量分辨率。2.采用蒙卡程序优化设计TOF谱仪的几何结构。蒙卡程序以MCNP5为基础,采用ENDF/B-Ⅵ数据库。计算中考虑了能量分辨率和探测效率...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 能源问题及其解决途径
    1.2 主要托卡马克装置发展及现状
    1.3 聚变中子能谱诊断
    1.4 谱仪的主要参数及考虑
第2章 TOF谱仪的原理及指标要求分析
    2.1 TOF谱仪原理
    2.2 TOF谱仪关键指标分析
第3章 TOF谱仪结构的优化设计
    3.1 标准TOF模型及解析计算
    3.2 基于蒙特卡罗方法优化设计TOF谱仪结构
    3.3 优化之后TOF谱仪的结构
第4章 TOF谱仪电子学调试
    4.1 探测器考虑
    4.2 倍增管调试
    4.3 探测器性能测试
    4.4 系统时间分辨测试
第5章 TOF屏蔽体优化设计
    5.1 EAST的环境
    5.2 EAST大厅散射量的计算
    5.3 初级屏蔽体的设计计算
    5.4 次级屏蔽体的设计计算
    5.5 屏蔽体在K-400加速器大厅内的屏蔽效果计算
第6章 利用DD中子源对TOF探测系统进行标定
    6.1 中子源概况
    6.2 探测器布置
    6.3 实验电子学
    6.4 实验结果与处理
第7章 与国内外TOF谱仪的比较
第8章 结论和展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3866084