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脉冲束流下车载加速器中子源靶传热特性
1
作者 胡耀程 范晶晶 +8 位作者 谢宇鹏 李晓博 李竞伦 张凡曦 苏浩泉 孙秋宇 杨一帆 李海鹏 王盛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期84-93,共10页
为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的... 为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的因素。选用能量为2.5 MeV、峰值流强为10 mA的束流开展模拟,结果表明:当束流占空比保持在3%不变时,靶的最高温度呈周期波动,且存在上下包络;随着束流频率的上升,每个脉冲周期内靶的上包络温度逐渐下降,这是由于每个脉冲期间的热冲击下降所导致的;频率上升时,每个周期内加热时间与冷却时间同时缩短,导致其下包络温度在最开始增大后基本保持不变;靶的最高温度随着束流频率增加出现从锂层到中间层钽层的转移。该研究对于车载加速器中子源的束流参数选择和靶冷却设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 车载加速器中子源靶 脉冲束流 传热特性 占空比
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用于车载加速器中子源的边缘冷却靶结构研究 被引量：2
2
作者 李晓博 胡耀程 +8 位作者 范晶晶 李竞伦 乔朝蓬 谢宇鹏 马宝龙 吕永盛 刘蕴韬 李玮 王盛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期160-171,共12页
为解决车载加速器中子源锂靶出射中子衰减的问题,提出了冷却水在侧面流动的边缘冷却靶结构,研究其辐照损伤、冷却效果和出射中子品质等性能。在靶结构中引入由钒制成的中间层,从氢原子扩散和辐照损伤的角度分析了质子对靶结构材料的影响... 为解决车载加速器中子源锂靶出射中子衰减的问题,提出了冷却水在侧面流动的边缘冷却靶结构,研究其辐照损伤、冷却效果和出射中子品质等性能。在靶结构中引入由钒制成的中间层,从氢原子扩散和辐照损伤的角度分析了质子对靶结构材料的影响;基于有限元软件COMSOL Multiphysics,建立了不同质子束流轰击下的共轭传热模型来预测锂靶温度,并通过实验进行了验证;采用蒙特卡罗方法比较了靶结构的前冲方向中子产额,并对边缘冷却靶结构的感生放射性进行了评估。结果表明:钒中间层的引入可以有效促进氢原子的扩散和容纳过程,减轻氢脆对铜基板的影响;对于功率为250W、半径大于0.75cm的高斯分布质子束斑,边缘冷却靶结构的最高温度可以控制在140℃以下,冷却模拟结果相比于实验结果更为保守;边缘冷却靶结构在前冲方向的中子产额损失更小,具有10%左右的优势。边缘冷却靶结构在保证高效冷却的基础上,提高了前冲方向的中子产额,在车载加速器中子源上具有长寿且可靠运行的潜力,可为靶结构的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 锂靶 车载加速器中子源 中子衰减 边缘冷却靶结构
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加速器中子源大厅内散射中子分布的模拟 被引量：2
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作者 徐子虚 曲国峰 +6 位作者 王艺舟 李敏 周茂蕾 刘东 刘星泉 林炜平 韩纪锋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1308-1317,共10页
本文针对加速器中子源可在较宽能量区间产生单能中子的特点,采用MCNP5对0.2~20 MeV的源中子在加速器中子源大厅内的散射情况进行模拟计算和分析。结果表明,直射中子通量随离源距离的增大呈平方反比衰减,散射中子通量则随离源距离的增大... 本文针对加速器中子源可在较宽能量区间产生单能中子的特点,采用MCNP5对0.2~20 MeV的源中子在加速器中子源大厅内的散射情况进行模拟计算和分析。结果表明,直射中子通量随离源距离的增大呈平方反比衰减,散射中子通量则随离源距离的增大而几乎保持不变;大厅内的散射中子主要来自墙壁的贡献,离墙壁越近散射率越高。能量为0.4 MeV和1 MeV的源中子散射率最高,10 MeV和15 MeV的源中子散射率最低。用中子的宏观散射截面可较好解释散射率模拟结果,中子的弹性散射截面远大于非弹性散射截面,因此弹性散射起主导作用。中子能量大于1 MeV后,散射截面随中子能量增加而减小直至进入一段坪区,散射率也随之降低并进入坪区。结合待测位置处直射、散射中子通量和不同能量的散射中子份额的计算,能解释能量较高的源中子散射率较低的现象。通过在墙壁表面附上一层中子慢化吸收材料的方法可有效减弱中子散射,如5 cm的含硼聚乙烯(10%B4C)可降低散射率约40%。 展开更多
关键词 散射中子 MCNP5 加速器中子源 中子散射截面
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基于加速器DD中子源的钇活化探测系统效率原位标定
4
作者 张一镆 杨彪 +5 位作者 彭星宇 胡青元 朱学彬 游海波 章法强 彭太平 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期116-123,共8页
在包括激光惯性约束聚变(ICF)、Z箍缩及稠密等离子聚焦(DPF)等脉冲聚变装置上,活化法作为中子通量测量与产额诊断的手段,得到了广泛的应用。利用无机闪烁体探测器,测量89Y核与中子非弹散反应产生的909 keV的单能伽马射线,可以实现DD中... 在包括激光惯性约束聚变(ICF)、Z箍缩及稠密等离子聚焦(DPF)等脉冲聚变装置上,活化法作为中子通量测量与产额诊断的手段,得到了广泛的应用。利用无机闪烁体探测器,测量89Y核与中子非弹散反应产生的909 keV的单能伽马射线,可以实现DD中子通量的准确测量。采用金属钇作为活化靶,利用LaBr_(3):Ce闪烁体伽马探测器建立了中子活化原位探测系统。针对钇活化核半衰期仅有15.663 s的特点,对其在连续束流辐照下的累积过程进行了物理分析,建立了通过加速器DD中子源进行入射中子探测效率标定的实验方法。实验中,利用伽马探测器兼顾中子通量监测与活化伽马测量,模拟了钇靶活度随中子通量变化的过程,实现了该活化探测系统对入射中子探测效率的原位标定。 展开更多
关键词 中子活化 钇同位素 短寿命活化核 中子探测效率标定 加速器DD中子源
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中国原子能科学研究院紧凑型强流质子回旋加速器的发展和应用 被引量：1
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作者 安世忠 管锋平 +9 位作者 魏素敏 纪彬 邢建升 宋国芳 边天剑 冀鲁豫 张贺 温立鹏 陆锦荣 强流回旋加速器团队 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期464-474,共11页
中国原子能科学研究院(简称原子能院)自1958年建成我国第1台回旋加速器以来,已经研发出了一系列强流回旋加速器装置,为我国核学科和核技术应用等发展发挥了极其重要的作用。原子能院在1996年建成了我国第一台专用于医用同位素生产的30 M... 中国原子能科学研究院(简称原子能院)自1958年建成我国第1台回旋加速器以来,已经研发出了一系列强流回旋加速器装置,为我国核学科和核技术应用等发展发挥了极其重要的作用。原子能院在1996年建成了我国第一台专用于医用同位素生产的30 MeV/350μA强流质子回旋加速器,在2014年建成了国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器大科学装置(100 MeV/520μA)。在2021年,原子能院自主研发出了国内首台引出流强1 mA以上的14 MeV强流质子回旋加速器。该加速器的建成,为我国基于小型化强流质子回旋加速器的中子源应用奠定了基础。基于14 MeV强流质子回旋加速装置,先后建成了国内首台用于硼中子俘获治疗(BNCT)的治疗装置样机和用于中子成像无损检测的实验验证样机,并开展了相关实验研究。目前,原子能院正在研制用于BNCT临床等应用的18 MeV/1 mA强流质子回旋加速器,并且正在开展流强达到3~5 mA的基于H_(2)^(+)的新型强流回旋加速器的研发。原子能院的强流回旋加速器,在基于加速器中子源的BNCT和中子成像、加速器生产医用放射性同位素等应用方面将发挥重要的作用。 展开更多
关键词 强流回旋加速器 加速器中子源 BNCT 中子成像 同位素生产
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工业用铅冷加速器驱动次临界系统(ADS)初步概念设计 被引量：2
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作者 黄锦华 阳彦鑫 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2006年第4期343-352,共10页
本文进行了热功率为800 MW工业用铅冷ADS(加速器散裂中子源驱动的次临界系统)的概念设计。设计要求嬗变堆在运行的全过程中满足设定的各项技术要求:散裂源中子的能量增益M>400,keff<0.98,峰值线功率密度低于30 kW/m,此外,要求嬗... 本文进行了热功率为800 MW工业用铅冷ADS(加速器散裂中子源驱动的次临界系统)的概念设计。设计要求嬗变堆在运行的全过程中满足设定的各项技术要求:散裂源中子的能量增益M>400,keff<0.98,峰值线功率密度低于30 kW/m,此外,要求嬗变燃料的平均燃耗深度大于20%。为此,进行了倒料计算,直至堆运行达到平衡状态。设计特点是将嬗变燃料靠近中子源以期提高嬗变率,外围燃料棒含丰产燃料并采用可燃毒物以减缓keff随燃耗的下降。设计考虑了物理与热工问题,说明从堆的角度看,设计方案能满足P&T技术对嬗变堆有效处置次量锕系核素(MA)的要求,平均燃耗深度大于20%,可望将需要深埋处置MA的数量降低至1/100,而支持比则可达10以上。 展开更多
关键词 加速器散裂中子源驱动的次临界系统 概念设计 倒料计算 平衡状态
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铟活化诊断氘氘中子产额不确定度分析 被引量：1
7
作者 宋仔峰 陈家斌 +2 位作者 刘中杰 詹夏宇 唐琦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期114-119,共6页
介绍了铟活化诊断氘氘中子产额的测量原理,分析了中子产额测量不确定度的来源及评定方法。中子产额测量不确定度主要由灵敏度标定不确定度、活化射线净计数不确定度、立体角测量不确定度及测量系统的随机误差等构成。评估了灵敏度标定... 介绍了铟活化诊断氘氘中子产额的测量原理,分析了中子产额测量不确定度的来源及评定方法。中子产额测量不确定度主要由灵敏度标定不确定度、活化射线净计数不确定度、立体角测量不确定度及测量系统的随机误差等构成。评估了灵敏度标定过程中加速器中子与聚变中子能量差异、大厅散射中子本底等因素对灵敏度标定的影响,并评估了宇宙射线本底对活化射线净计数测量的影响。分析了中子产额处于不同量级时起主要作用的不确定度分量,提出了减小灵敏度标定不确定度的方法。以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。结果表明:利用伴随粒子法在加速器中子源上标定出铟活化测量系统灵敏度的相对标准不确定度为4.3%。中子产额低于1010时,产额测量不确定度大于7%,活化射线净计数误差是产额测量误差的主要来源;产额大于1010时,测量不确定度好于7%,中子产额测量不确定度主要由灵敏度标定不确定度引起。 展开更多
关键词 高纯锗谱仪 灵敏度标定因子 相对标准不确定度 加速器中子源
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用中子散射法研究凝聚态物质的新进展 被引量：4
8
作者 杨传铮 谢达材 《物理学进展》 CSCD 北大核心 1994年第3期231-243,245-280,共49页
在近２０年间，由于中子源和散射装置的改进，中子散射在凝聚态物质中的应用日益广泛，许多方面是其它（ｘ射线、电子）散射技术无可比拟的。本文在简单评述供散射用的中子源和散射实验技术进展之后，重点介绍中子散射在凝聚态物质研究... 在近２０年间，由于中子源和散射装置的改进，中子散射在凝聚态物质中的应用日益广泛，许多方面是其它（ｘ射线、电子）散射技术无可比拟的。本文在简单评述供散射用的中子源和散射实验技术进展之后，重点介绍中子散射在凝聚态物质研究中的应用。它们包括晶体结构和磁结构的测定、表面、界面和薄膜的表征、测定结构涨落、磁涨落的现代相变研究、畸变、无序系统（包括分形和小角散射）和高分子材料、高Ｔ＿ｃ氧化物超导体的研究，工业上应用也作了简短讨论。 展开更多
关键词 凝聚态 声子谱 原子磁矩 中子散射 中子-原子核散射 加速器中子源 氧化物超导体 超导陶瓷 中子反射 磁结构 结构涨落 散射技术 晶体单色器 物质
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高灵敏度区域中子监测仪探测效率曲线模拟 被引量：2
9
作者 侯毅杰 过惠平 +1 位作者 吕宁 王晓添 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期147-150,共4页
中子监测仪对不同能量中子的探测效率是其重要的性能指标,直接影响其测量值的可信度与使用效果。针对中国科学院高能物理研究所生产的高灵敏度区域中子监测仪(HANM型),利用蒙特卡罗软件模拟其探测效率曲线,模拟结果表明该仪器探测效率... 中子监测仪对不同能量中子的探测效率是其重要的性能指标,直接影响其测量值的可信度与使用效果。针对中国科学院高能物理研究所生产的高灵敏度区域中子监测仪(HANM型),利用蒙特卡罗软件模拟其探测效率曲线,模拟结果表明该仪器探测效率随能量增加,先上升后下降,其探测效率最高值在1 MeV附近。通过改变模拟条件中的射线入射方向,对比探测效率曲线趋势变化,验证该型仪器的探测效率曲线趋势的可靠性。在此基础上,分别利用D-D,D-T加速器产生2.5 MeV和14 MeV单能中子,对探测效率曲线进行校准与验证,最终获得此型仪器的探测效率曲线。 展开更多
关键词 环境中子监测仪 探测效率 加速器中子源 中子物理学
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轴对称静电场的束流光学模拟与设计
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作者 柯建林 伍春雷 周长庚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1445-1448,共4页
为了对高压倍加器和静电加速器等低能加速器中一些具有特殊结构的轴对称静电元件进行模拟和设计,采用传输矩阵法编写了直流束的束流光学计算程序,并利用该程序对高频离子源预聚焦系统和移动式加速器中子源的束流光学系统进行了模拟和设... 为了对高压倍加器和静电加速器等低能加速器中一些具有特殊结构的轴对称静电元件进行模拟和设计,采用传输矩阵法编写了直流束的束流光学计算程序,并利用该程序对高频离子源预聚焦系统和移动式加速器中子源的束流光学系统进行了模拟和设计。程序将整个轴对称静电场区域看作厚透镜,并均分成若干个小区间,先利用其他电磁场软件计算区域内的轴上电势分布,然后根据该电势分布计算每个小区间内的束流传输情况得到束流的包络曲线。该程序可以用于计算非线性效应可忽略的复杂轴对称静电场中强流和弱流束的传输,且所需计算时间很短。 展开更多
关键词 束流光学 束包络 传输矩阵法 轴对称静电场 移动式加速器中子源
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