大陣列中子譜儀的標(biāo)定和集成技術(shù).pdf

1、以強(qiáng)激光為驅(qū)動(dòng)器的慣性約束核聚變(ICF)研究旨在跟蹤研究利用強(qiáng)激光技術(shù)發(fā)展起來(lái)的慣性約束聚變研究技術(shù)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事應(yīng)用以及基礎(chǔ)學(xué)科探索都有著重要而特殊的意義。 ICF實(shí)驗(yàn)研究的核心問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)高溫高密度熱核點(diǎn)火，研究聚變?nèi)剂想x子溫度Ti和高壓縮狀態(tài)下的燃料面密度是極其重要的。通過(guò)測(cè)量初級(jí)中子能譜的離散大小就可以得到燃料離子溫度；而通過(guò)測(cè)量次級(jí)中子能譜，可以給出高密度壓縮狀態(tài)下的燃料面密度。在神光-Ⅲ原型裝置上

2、進(jìn)行的ICF實(shí)驗(yàn)，次級(jí)中子產(chǎn)額僅105～106。為了在這樣低中子產(chǎn)額條件下獲得燃料離子溫度Ti和燃料面密度，需要建立一套大陣列中子探測(cè)器測(cè)量中子的飛行時(shí)間譜。 在“神光Ⅲ”原型上的大陣列中子探測(cè)器共有960個(gè)通道，中子飛行距離為16.67米，其次級(jí)DT中子探測(cè)水平要求達(dá)到4×105，中子飛行時(shí)間譜時(shí)間分辨對(duì)應(yīng)的中子能量分辨(FWHM)要求達(dá)到90keV。同時(shí)大陣列中子探測(cè)器測(cè)得的中子飛行時(shí)間港總的時(shí)間分辨要求達(dá)到1.0n

3、s，其中電子學(xué)系統(tǒng)總體時(shí)間分辨更是要求達(dá)到100ps。因此為確保中子探測(cè)器陣列的順利建成，首先研制了一個(gè)16通道的探測(cè)器小系統(tǒng)。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室條件下的宇宙線(xiàn)測(cè)試結(jié)果表明，探測(cè)器小系統(tǒng)的電子學(xué)性能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。但現(xiàn)場(chǎng)打靶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于ICF實(shí)驗(yàn)中X射線(xiàn)產(chǎn)生的信號(hào)幅度高達(dá)-50v，使前置放大器電路進(jìn)入飽和，從而影響了次級(jí)中子產(chǎn)生的信號(hào)波形，因此探測(cè)器小系統(tǒng)需要進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)。本文介紹了小系統(tǒng)接收端電路的改進(jìn)方案，測(cè)試結(jié)果表明

4、，改進(jìn)后的電路達(dá)到了預(yù)期要求。 對(duì)于多通道系統(tǒng)，必然會(huì)存在通道間的差異。用于神光-Ⅲ原型裝置的大陣列中子探測(cè)器有960個(gè)獨(dú)立通道，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)水平較高，造價(jià)昂貴，各通道之間的一致性也要求很高，因此必須對(duì)探測(cè)器陣列系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。本文探討了大陣列中子探測(cè)器陣列的標(biāo)定技術(shù)，建立了標(biāo)定數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)中子探測(cè)器陣列運(yùn)行時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間及幅度測(cè)量的刻度修正。 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于： (1)根據(jù)ICF現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果