神龍一號裝置光激中子源用于中子共振測溫可行性研究.pdf

1、中子共振測溫與傳統(tǒng)的測溫技術相比，具有很多優(yōu)勢。由于其短時間響應特性和中子的強穿透性，可用于沖擊波溫度測量。但國內(nèi)尚無高強度的白光中子源，無人研究中子共振測溫技術。為研究神龍一號裝置用于中子共振測溫的可行性，本文采用mc模擬軟件fluka和mcnp5，做了如下一些工作:
　　第一、根據(jù)神龍一號裝置加速的電子束流特性和采用的軔致輻射疊層鉭靶，計算得到目前神龍一號裝置的光中子產(chǎn)額為1.34×1011每電子脈沖(mcnp5)和1.55×

2、1011每電子脈沖(fluka)，為連續(xù)譜分布，在0.1～1MeV間出現(xiàn)峰;脈沖寬度為85ns;在角度上基本呈各向同性分布。
　　第二、計算了不同材料的輻射靶在神龍一號裝置電子束流特性下的中子產(chǎn)額，均在1012量級左右，得到天然鈾和天然釷金屬靶的中子產(chǎn)額大于其他材料，其中天然鈾的產(chǎn)額最高。鈾靶中子產(chǎn)額隨厚度的增加而增加，在8cm左右趨于飽和，達7.47×1012每電子脈沖。
　　第三、計算鈹、重水和石蠟三種慢化劑對光中子的慢

3、化結果，得到慢化疊層鉭靶產(chǎn)生的光中子，使1eV～100eV間的中子強度最大的慢化劑厚度分別為10～12cm、12～16cm和2～2.5cm，由慢化導致的脈沖時間展寬在次微秒到微秒兩級，石蠟導致的脈沖時間展寬將比其他兩種小一個數(shù)量級。對鈾靶光中子的最佳慢化厚度為2.5～3cm。
　　第四、計算了疊層鉭靶和7cm厚的鈾靶產(chǎn)生的光中子經(jīng)過最佳厚度的石蠟慢化后穿過1cm厚的鎢片的透射譜，均可觀測到182W的21.06eV共振峰。計算得到的

4、離靶5m處的透射譜顯示:疊層鉭靶的透射譜在共振峰附近的計數(shù)為幾到幾十n*cm2*μ s-1，難在實驗上測量出共振峰:鈾靶的透射譜在共振峰附近的計數(shù)為5～6×102 n*cm-2*μ s-1，可以從實驗上測量到共振峰。
　　第五、根據(jù)洛斯阿拉莫斯測量沖擊溫度的裝置，計算神龍一號裝置采用7cm的鈾靶產(chǎn)生的光中子經(jīng)過3cm的石蠟慢化后透過Mo樣本的透射譜，可以觀測到182W的21.06eV共振峰和其展寬的趨勢，在距靶5m處的計數(shù)還高于洛