氘氚中子发生器脉冲束线与中子能谱测量关键技术研究

发布时间：2025-02-23 09:27

　　核科学的研究和应用对强流氘氚中子发生器需求巨大,但具有脉冲功能的强流氘氚中子发生器尤其缺乏。设计建设一台具有脉冲/直流两用型强流氘氚中子发生器和相关的核测量装置对于发展先进核能相关技术具有重要意义。本文的主要研究内容是：(1)强流氘氚中子发生器HINEG(Highly Intensified Neutron Generator)的脉冲束线物理设计(2)HINEG的源中子分析(3)中子能谱测量研究,包括中子飞行时间测量系统、Bonner多球谱仪、能谱反卷积算法。 首先完成HINEG脉冲束线的物理设计。脉冲束线分为束流传输系统和脉冲化装置两部分分别进行设计。为保证氘束流能够顺利传输到靶,使用Transport和LEADS两种束流光学程序计算脉冲束线的束流包络图。脉冲化装置设计采用解析公式和经验完成初步参数的确定,而后使用LMOVE程序和数值模拟方法进行了详细计算,并最终基于数值模拟方法进行优化。最终完成的脉冲束线物理设计能够在离子源引出2mA流强的情况下,到靶束流达到如下指标：束斑控制在4.6～7.4mm,最大流强达到164μA,脉冲宽度为1.26ns,均达到了设计指标。 随后论...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氘氚中子发生器用途
        1.2.1 理论研究
        1.2.2 应用研究
    1.3 氘氚中子发生器发展概况
        1.3.1 紧凑中子发生器
        1.3.2 高压倍加型中子发生器
    1.4 研究目标与研究内容
第二章 氘氚中子发生器脉冲束线设计理论与方法
    2.1 脉冲束线简介
        2.1.1 束流传输系统
        2.1.2 脉冲化装置
    2.2 束流传输系统设计方法
        2.2.1 关键元件设计原理
        2.2.2 束流传输理论简介
    2.3 脉冲化装置设计方法
        2.3.1 切割器设计方法
        2.3.2 聚束器设计方法
    2.4 本章小结
第三章 HINEG脉冲束线物理设计
    3.1 总体设计
    3.2 束流传输系统设计
        3.2.1 束流光学计算
        3.2.2 分析与讨论
    3.3 脉冲化装置设计
        3.3.1 切割器设计、分析与优化
        3.3.2 聚束器设计、分析与优化
    3.4 小结
第四章 HINEG源中子分析
    4.1 源中子分析简介
        4.1.1 基本原理
        4.1.2 方法概况
    4.2 参数获取与评估
        4.2.1 靶数据
        4.2.2 截面数据
        4.2.3 到靶束流参数
        4.2.4 参数评估
    4.3 氚浓度深度分布对源中子影响及其获取方法
        4.3.1 氚浓度深度分布对源中子的影响
        4.3.2 氚浓度深度分布的获取
    4.4 HINEG源中子分析结果
        4.4.1 T(d,n)⁴He源中子分析
        4.4.2 D(d,n)³He源中子分析
        4.4.3 到靶束流参数与源中子分析
    4.5 总结
第五章 中子能谱测量中关键技术与方法研究
    5.1 中子能谱测量系统概述
    5.2 中子飞行时间测量系统设计与刻度
        5.2.1 基本原理
        5.2.2 设计方案
        5.2.3 实验刻度
    5.3 Bonner多球谱仪设计
        5.3.1 基本原理
        5.3.2 基于奇异值分解的设计方案定性评估
        5.3.3 基于信息熵理论的设计方案定量评估
    5.4 中子能谱反卷积算法研究
        5.4.1 算法现状
        5.4.2 基于单输出神经网络的反卷积算法
        5.4.3 算法验证
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 论文特色与创新点
    6.3 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
致谢



本文编号：4034289