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极化中子照相磁场量化技术方案比较与分析

曹超 王胜 唐科 尹伟 吴洋

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极化中子照相磁场量化技术方案比较与分析

曹超, 王胜, 唐科, 尹伟, 吴洋

Comparison of two approaches to magnetic field quantification by polarized neutron images

Cao Chao, Wang Sheng, Tang Ke, Yin Wei, Wu Yang
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  • 极化中子照相技术通过分析极化中子束的自旋相移对样品磁场进行成像,目前已发展出多种成像技术方案,其中能量选择法和自旋回波法极化中子成像技术从不同的原理出发,解决了极化中子照相中磁场量化的周期解问题,同时避免装置极化效率等参数的影响,可以实现较高的量化精度. 本文对两种极化中子照相技术方案进行研究,通过对单色器能量分辨率和装置极化效率等关键参数的分析和模拟,确定在研究堆上开展相关实验的可行性,并初步明确其量化能力和适用范围. 相关结果可为极化中子照相的实验数据处理技术研究及装置设计提供参考.
    Polarized neutron radiography allows the direct and real-space visualization of magnetic field distribution by detecting the polarization change in the transmitted beam. Two approaches to magnetic field quantification by means of polarized neutron images are studied. They are energy-selective method and spin-echo method. Both approaches need no corrections of parameters, such as polarization efficiency, and can quantify magnetic field integral without periodic uncertainty. The quantification ability, applicability and feasibility of two approaches at research reactor neutron source are verified by numerical simulation with key parameters such as monochromator resolution and polarization efficiency. The results will be helpful to process image data and designing instruments.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11205138)和中国工程物理研究院科学基金(批准号:2012B0103004)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11205138), and the National High Technology Research and the Science Foundation of China Academy of Engineering Physics, China (Grant No. 2012B0103004).
    [1]

    Arif M 2008 Neutron Radiography: Proceedings of the Eighth World Conference (Lancaster: Destech Publications)

    [2]

    Zhang F Q, Yang J L, Li Z H, Zhong Y H, Ye F, Qin Y, Chen F X, Ying C T, Liu G J 2007 Acta Phys. Sin. 56 583(in Chinese)[章法强, 杨建伦, 李正宏, 钟耀华, 叶凡, 秦义, 陈法新, 应纯同, 刘广均 2007 物理学报 56 583]

    [3]

    Li H, Zou Y B, Lu Y R, Guo Z Y, Tang G Y 2012 Chin. Phys. Lett. 29 118701

    [4]

    Wang S, Zou Y B, Wen W W, Li H, Liu S Q, Wang H, Lu Y R, Tang G Y, Guo Z Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 128801(in Chinese)[王胜, 邹宇斌, 温伟伟, 李航, 刘树全, 王浒, 陆元荣, 唐国有, 郭之虞 2013 物理学报 62 128801]

    [5]

    Kardjilov N, Manke I, Strobl M, Hilger A, Treimer W, Meissner M, Krist T, Banhart J 2008 Nat. Phys. 4 399

    [6]

    Wang Z C, He L H, Wang H, Liu R D, Wang F W 2012 Chin. Phys. B 21 046101

    [7]

    Bao W 2013 Chin. Phys. B 22 087405

    [8]

    Piegsa F M, Brandt B, Hautle P, Konter J A 2008 Nucl. Instr. Meth. A 586 15

    [9]

    Manke I, Kardjilov N, Strobl M, Hilger A, Banhart J 2008 J. Appl. Phys. 104 076109

    [10]

    Dawson M, Kardjilov N, Manke I, Hilger A, Jullien D, Bordenave F, Strobl M, Jericha E, Badurek G, Banhart J 2011 Nucl. Instr. Meth. A 651 140

    [11]

    Strobl M, Kardjilov N, Hilger A, Jericha E, Badurek G, Manke I 2009 Physica B 404 2611

    [12]

    Piegsa F M, Brandt B, Hautle P, Kohlbrecher J, Konter J A 2009 Phys. Rev. lett. 102 145501

    [13]

    Schulz M, Schmakat P, Franz C, Neubauer A, Calzada E, Schillinger B, Boni P, Pfieiderer C 2011 Physica B 406 2412

    [14]

    Treimer W, Ebrahimi O, Karakas N, Prozorov R 2012 Phys. Rev. B 85 184522

    [15]

    Shinohara T, Sakai K, Ohia M, Kaia T, Haradaa M, Oikawaa K, Maekawaa F, Suzukia J, Okua T, Takataa S, Aizawaa K, Araia M, Kiyanagib Y 2011 Nucl. Instr. Meth. A 651 121

    [16]

    Strobl M, Pappas C, Hilger A, Wellert S, Kardjilov N, Seidel S O, Manke I 2011 Physica B 406 2415

    [17]

    Cao C, Li H, Huo H Y, Tang K, Sun Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 162801(in Chinese)[曹超, 李航, 霍合勇, 唐科, 孙勇 2013 物理学报 62 162801]

    [18]

    Surkau R, Becker J, Ebert M, Grossmann T, Heil W, Hofmann D, Humblot H, Leduc M, Otten E W, Rohe D, Siemensmeyer K, Steiner M, Tasset F, Trautmann N 1997 Nucl. Instr. Meth. A 384 444

    [19]

    Williams W G 1988 Polarized Neutrons. Oxford Series on Neutron Scattering in Condensed Matter (Vol. 1) (Oxford: Clarendon Press)

  • [1]

    Arif M 2008 Neutron Radiography: Proceedings of the Eighth World Conference (Lancaster: Destech Publications)

    [2]

    Zhang F Q, Yang J L, Li Z H, Zhong Y H, Ye F, Qin Y, Chen F X, Ying C T, Liu G J 2007 Acta Phys. Sin. 56 583(in Chinese)[章法强, 杨建伦, 李正宏, 钟耀华, 叶凡, 秦义, 陈法新, 应纯同, 刘广均 2007 物理学报 56 583]

    [3]

    Li H, Zou Y B, Lu Y R, Guo Z Y, Tang G Y 2012 Chin. Phys. Lett. 29 118701

    [4]

    Wang S, Zou Y B, Wen W W, Li H, Liu S Q, Wang H, Lu Y R, Tang G Y, Guo Z Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 128801(in Chinese)[王胜, 邹宇斌, 温伟伟, 李航, 刘树全, 王浒, 陆元荣, 唐国有, 郭之虞 2013 物理学报 62 128801]

    [5]

    Kardjilov N, Manke I, Strobl M, Hilger A, Treimer W, Meissner M, Krist T, Banhart J 2008 Nat. Phys. 4 399

    [6]

    Wang Z C, He L H, Wang H, Liu R D, Wang F W 2012 Chin. Phys. B 21 046101

    [7]

    Bao W 2013 Chin. Phys. B 22 087405

    [8]

    Piegsa F M, Brandt B, Hautle P, Konter J A 2008 Nucl. Instr. Meth. A 586 15

    [9]

    Manke I, Kardjilov N, Strobl M, Hilger A, Banhart J 2008 J. Appl. Phys. 104 076109

    [10]

    Dawson M, Kardjilov N, Manke I, Hilger A, Jullien D, Bordenave F, Strobl M, Jericha E, Badurek G, Banhart J 2011 Nucl. Instr. Meth. A 651 140

    [11]

    Strobl M, Kardjilov N, Hilger A, Jericha E, Badurek G, Manke I 2009 Physica B 404 2611

    [12]

    Piegsa F M, Brandt B, Hautle P, Kohlbrecher J, Konter J A 2009 Phys. Rev. lett. 102 145501

    [13]

    Schulz M, Schmakat P, Franz C, Neubauer A, Calzada E, Schillinger B, Boni P, Pfieiderer C 2011 Physica B 406 2412

    [14]

    Treimer W, Ebrahimi O, Karakas N, Prozorov R 2012 Phys. Rev. B 85 184522

    [15]

    Shinohara T, Sakai K, Ohia M, Kaia T, Haradaa M, Oikawaa K, Maekawaa F, Suzukia J, Okua T, Takataa S, Aizawaa K, Araia M, Kiyanagib Y 2011 Nucl. Instr. Meth. A 651 121

    [16]

    Strobl M, Pappas C, Hilger A, Wellert S, Kardjilov N, Seidel S O, Manke I 2011 Physica B 406 2415

    [17]

    Cao C, Li H, Huo H Y, Tang K, Sun Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 162801(in Chinese)[曹超, 李航, 霍合勇, 唐科, 孙勇 2013 物理学报 62 162801]

    [18]

    Surkau R, Becker J, Ebert M, Grossmann T, Heil W, Hofmann D, Humblot H, Leduc M, Otten E W, Rohe D, Siemensmeyer K, Steiner M, Tasset F, Trautmann N 1997 Nucl. Instr. Meth. A 384 444

    [19]

    Williams W G 1988 Polarized Neutrons. Oxford Series on Neutron Scattering in Condensed Matter (Vol. 1) (Oxford: Clarendon Press)

  • [1] 曾滔, 董雨晨, 王天昊, 田龙, 黄楚怡, 唐健, 张俊佩, 余羿, 童欣, 樊群超. 极化中子散射零磁场屏蔽体的有限元分析. 物理学报, 2023, 72(14): 142801. doi: 10.7498/aps.72.20230559
    [2] 邓娈, 杜报, 蔡洪波, 康洞国, 朱少平. 在质子照相中利用Abel逆变换反演等离子体自生磁场结构. 物理学报, 2022, 71(24): 245203. doi: 10.7498/aps.71.20221848
    [3] 杨玉晶, 叶瑞, 赵汗青, 万玲, 林婷婷. 基于自旋回波探测的地面磁共振T2谱正反演策略. 物理学报, 2021, 70(6): 063301. doi: 10.7498/aps.70.20201427
    [4] 陈锋, 郑娜, 许海波. 质子照相中基于能量损失的密度重建. 物理学报, 2018, 67(20): 206101. doi: 10.7498/aps.67.20181039
    [5] 赵绚, 刘晨, 马会丽, 冯帅. 基于波导间能量耦合效应的光子晶体频段选择与能量分束器. 物理学报, 2017, 66(11): 114208. doi: 10.7498/aps.66.114208
    [6] 鲁昌兵, 许鹏, 鲍杰, 王朝辉, 张凯, 任杰, 刘艳芬. 快中子照相模拟分析与实验验证. 物理学报, 2015, 64(19): 198702. doi: 10.7498/aps.64.198702
    [7] 吴瑕, 陈建文, 鲍拯, 郭德阳. 火箭尾焰对高频回波的影响及其频域能量凝聚检测方法. 物理学报, 2014, 63(11): 119401. doi: 10.7498/aps.63.119401
    [8] 赵虎, 李铁夫, 刘其春, 张颖珊, 刘建设, 陈炜. 三维传输子量子比特的退相干参数表征. 物理学报, 2014, 63(22): 220305. doi: 10.7498/aps.63.220305
    [9] 王秀芝, 高劲松, 徐念喜. 利用集总LC元件实现频率选择表面极化分离的特性. 物理学报, 2013, 62(14): 147307. doi: 10.7498/aps.62.147307
    [10] 吴翔, 裴志斌, 屈绍波, 徐卓, 柏鹏, 王甲富, 王新华, 周航. 具有极化选择特性的超材料频率选择表面的设计. 物理学报, 2011, 60(11): 114201. doi: 10.7498/aps.60.114201
    [11] 刘晶晶. 超强磁场对中子星外壳层核素56Fe,56Co,56Ni,56Mn和56Cr电子俘获过程中微子能量损失的影响. 物理学报, 2010, 59(7): 5169-5174. doi: 10.7498/aps.59.5169
    [12] 何济洲, 贺兵香. 考虑透射概率的能量选择性电子热泵. 物理学报, 2010, 59(4): 2345-2349. doi: 10.7498/aps.59.2345
    [13] 滕利华, 余华梁, 左方圆, 文锦辉, 林位株, 赖天树. 本征GaAs中电子自旋极化的能量演化研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6598-6603. doi: 10.7498/aps.57.6598
    [14] 章法强, 杨建伦, 李正宏, 应纯同, 刘广均. 14MeV中子照相中散射中子对成像影响的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2007, 56(6): 3577-3583. doi: 10.7498/aps.56.3577
    [15] 章法强, 杨建伦, 李正宏, 钟耀华, 叶 凡, 秦 义, 陈法新, 应纯同, 刘广均. 高灵敏度的快中子照相系统. 物理学报, 2007, 56(1): 583-588. doi: 10.7498/aps.56.583
    [16] 李芳昱, 石东平, 代洪霞. 静磁场中双极化态弱平面引力波对高斯束的扰动能量. 物理学报, 2003, 52(11): 2706-2711. doi: 10.7498/aps.52.2706
    [17] 黄卓和, 陈传誉, 陈芝得, 张树群. 稳恒电、磁场中量子阱内极化子的基态能量. 物理学报, 1994, 43(1): 91-98. doi: 10.7498/aps.43.91
    [18] 陈传誉, 金佩琬. 二维极化子在磁场中的基态能量. 物理学报, 1990, 39(5): 814-822. doi: 10.7498/aps.39.814
    [19] 朱熙文, 叶朝辉. 选择照射下核自旋波函数的变换特性. 物理学报, 1982, 31(2): 199-206. doi: 10.7498/aps.31.199
    [20] 方守贤. 螺旋线型迥旋加速器调变磁场曲线形式的选择. 物理学报, 1962, 18(6): 311-320. doi: 10.7498/aps.18.311
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-05
  • 修回日期:  2014-05-04
  • 刊出日期:  2014-09-05

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