搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

聚变中子能谱测量系统脉冲中子灵敏度的实验研究

祁建敏 周林 蒋世伦 张建华

引用本文:
Citation:

聚变中子能谱测量系统脉冲中子灵敏度的实验研究

祁建敏, 周林, 蒋世伦, 张建华

Experimental studies on pulsed neutron sensitivity of a fusion neutron spectrometer

Qi Jian-Min, Zhou Lin, Jiang Shi-Lun, Zhang Jian-Hua
PDF
导出引用
  • 为多种复杂环境下的稳态和脉冲DT聚变中子能谱测量建立了一种灵敏度优化反冲质子磁谱仪. 使用成像板和同位素α源测量了谱仪的反冲质子能量-位置投影关系. 利用稳态加速器中子源平台、通过单粒子计数方法结合三维带电粒子输运程序模拟,研究了谱仪脉冲中子灵敏度能量响应. 通过高探测效率参数设置使谱仪对DT中子的探测效率达到2×10-5 cm2水平,从而在较弱中子源上获得了较高统计精度实验数据. 程序模拟结果与谱仪α粒子刻度和DT中子标定实验结果取得了良好的一致性,可由此发展精细解谱技术,以提高脉冲中子能谱测量的灵敏度和能量分辨.
    A sensitivity optimized magnetic proton recoil (MPROS) spectrometer for measuring both steady and pulsed fusion neutron spectra in several complicated environments is developed. The proton energy-position projection relationship of the spectrometer is measured by utilizing an imaging plate. The energy response to neutron sensitivity of the MPROS spectrometer is studied through a single event count method on an accelerated steady DT neutron source and simulations by a three-dimensional charged particle transport code. The detection efficiency of the spectrometer to DT neutrons reaches a level of 2×10-5 cm2 through high efficiency parameter settings, therefore the experimental data of high statistic accuracy are obtained on a comparatively weak neutron source. Results from simulations and experiments, such as α particle calibrations, and DT neutron calibrations, achieve good consistency. Based on this conclusion, precise solution technique of measured spectra can be developed to increase the sensitivity and energy resolution of measurements of pulsed neutron spectroscopy.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11005095)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2011B0103017)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11005095) and the Science and Technology Development Foundation of China Academy of Engineering Physics (Grant No. 2011B0103017).
    [1]

    Pereira C R, Combo N, Cruz N, Sousa J, Correia C, Varandas C, Conroy S, Källne J 2006 Fusion Engineering and Design 81 1873

    [2]

    Sasao M, Krasilnikov V A, Nishitani T, Batistoni P, Zaveryaev V, Kaschuck A Yu, Popovichev S, Iguchi T, Jarvis N O, Källne J, Fiore L C, Roquemore L, Heidbrink W W, Donne H J A, Costley E A, Walker C 2004 Plasma Phys. Control. Fusion 46 S108

    [3]

    Hicks G D, Li K C, Petrasso D R, Séguin H F, Burke E B, Knauer P J, Cremer S, Kremens L R, Cable D M, Phillips W T 1997 Rev. Sci. Instrum. 68 589

    [4]

    Houry M, Delagnes E, Riz D, Canaud B, Disdier L, Garaude F, Giomataris Y, Glebov Yu V, Legou P, Rebourgeard P, Sangster C 2006 Nucl. Instru. Meth. A 557 648

    [5]

    Källne J, Ballabio L, Frenje J, Conroy S, Ericsson G, Tardocchi M, Traneus E, Gorini G 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1246

    [6]

    Tardocchi M, Ballabio L, Conroy S, Ericsson G, Frenje J, Gorini G, Guadagn C, Källne J, Prandoni P, Traneus E 1999 Rev. Sci. Instrum. 70 1171

    [7]

    Frenje J, Ballabio L, Conroy S, Ericsson G, Gorini G, Källne J, Prandoni P, Tardocchi M, Traneus E 1999 Rev. Sci. Instrum. 70 1176

    [8]

    Glebov Yu V, Meyerhofer D D, Sangster C T, Stoeckl C, Roberts S, Barrera A C, Celeste R J, Cerjan J C, Dauffy S L, Eder C D, Griffith L R, Haan W S, Hammel A B, Hatchett P S, Izumi N, Caldwell E S 2006 Rev. Sci. Instrum. 77 10E715

    [9]

    Qi J M, Jiang S L, Zhou L, Peng T P 2011 Atom. Energy Sci. Technol. 45 880 (in Chinese) [祁建敏, 蒋世伦, 周林, 彭太平 2011 原子能科学技术 45 880]

    [10]

    Qi J M, Zhou L, Jiang S L, Peng T P 2011 Chin. Phys. C 35 374

    [11]

    Zhou L, Jiang S L, Qi J M, Wang L Z 2012 Acta Phys. Sin. 61 072902 (in Chinese) [周林, 蒋世伦, 祁建敏, 王立宗 2012 物理学报 61 072902]

    [12]

    Yang J L, Yang H Q, Tang Z Y 2007 Nucl. Electron. Detect. Technol. 27 911 (in Chinese) [杨建伦, 杨洪琼, 唐正元 2007 核电子学与探测技术 27 911]

    [13]

    Cheng J X, Ouyang X P, Zheng Y, Zhang A H, Ouyang M J 2008 Chin. Phys. B 17 2881

  • [1]

    Pereira C R, Combo N, Cruz N, Sousa J, Correia C, Varandas C, Conroy S, Källne J 2006 Fusion Engineering and Design 81 1873

    [2]

    Sasao M, Krasilnikov V A, Nishitani T, Batistoni P, Zaveryaev V, Kaschuck A Yu, Popovichev S, Iguchi T, Jarvis N O, Källne J, Fiore L C, Roquemore L, Heidbrink W W, Donne H J A, Costley E A, Walker C 2004 Plasma Phys. Control. Fusion 46 S108

    [3]

    Hicks G D, Li K C, Petrasso D R, Séguin H F, Burke E B, Knauer P J, Cremer S, Kremens L R, Cable D M, Phillips W T 1997 Rev. Sci. Instrum. 68 589

    [4]

    Houry M, Delagnes E, Riz D, Canaud B, Disdier L, Garaude F, Giomataris Y, Glebov Yu V, Legou P, Rebourgeard P, Sangster C 2006 Nucl. Instru. Meth. A 557 648

    [5]

    Källne J, Ballabio L, Frenje J, Conroy S, Ericsson G, Tardocchi M, Traneus E, Gorini G 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1246

    [6]

    Tardocchi M, Ballabio L, Conroy S, Ericsson G, Frenje J, Gorini G, Guadagn C, Källne J, Prandoni P, Traneus E 1999 Rev. Sci. Instrum. 70 1171

    [7]

    Frenje J, Ballabio L, Conroy S, Ericsson G, Gorini G, Källne J, Prandoni P, Tardocchi M, Traneus E 1999 Rev. Sci. Instrum. 70 1176

    [8]

    Glebov Yu V, Meyerhofer D D, Sangster C T, Stoeckl C, Roberts S, Barrera A C, Celeste R J, Cerjan J C, Dauffy S L, Eder C D, Griffith L R, Haan W S, Hammel A B, Hatchett P S, Izumi N, Caldwell E S 2006 Rev. Sci. Instrum. 77 10E715

    [9]

    Qi J M, Jiang S L, Zhou L, Peng T P 2011 Atom. Energy Sci. Technol. 45 880 (in Chinese) [祁建敏, 蒋世伦, 周林, 彭太平 2011 原子能科学技术 45 880]

    [10]

    Qi J M, Zhou L, Jiang S L, Peng T P 2011 Chin. Phys. C 35 374

    [11]

    Zhou L, Jiang S L, Qi J M, Wang L Z 2012 Acta Phys. Sin. 61 072902 (in Chinese) [周林, 蒋世伦, 祁建敏, 王立宗 2012 物理学报 61 072902]

    [12]

    Yang J L, Yang H Q, Tang Z Y 2007 Nucl. Electron. Detect. Technol. 27 911 (in Chinese) [杨建伦, 杨洪琼, 唐正元 2007 核电子学与探测技术 27 911]

    [13]

    Cheng J X, Ouyang X P, Zheng Y, Zhang A H, Ouyang M J 2008 Chin. Phys. B 17 2881

  • [1] 马锐垚, 王鑫, 李树, 勇珩, 上官丹骅. 基于神经网络的粒子输运问题高效计算方法. 物理学报, 2024, 73(7): 072802. doi: 10.7498/aps.73.20231661
    [2] 程凯, 魏鑫, 曾德凯, 季选韬, 朱坤, 王晓冬. 基于微结构气体探测器对单能和连续谱快中子的模拟解谱. 物理学报, 2021, 70(11): 112901. doi: 10.7498/aps.70.20201954
    [3] 王勋, 张凤祁, 陈伟, 郭晓强, 丁李利, 罗尹虹. 中国散裂中子源在大气中子单粒子效应研究中的应用评估. 物理学报, 2019, 68(5): 052901. doi: 10.7498/aps.68.20181843
    [4] 杨晨, 左冠华, 田壮壮, 张玉驰, 张天才. 线极化Bell-Bloom测磁系统中抽运光对磁场灵敏度的影响. 物理学报, 2019, 68(9): 090701. doi: 10.7498/aps.68.20190030
    [5] 黎宇坤, 陈韬, 李晋, 杨志文, 胡昕, 邓克立, 曹柱荣. CsI光阴极在10100 keV X射线能区的响应灵敏度计算. 物理学报, 2018, 67(8): 085203. doi: 10.7498/aps.67.20180029
    [6] 王刚, 于前锋, 王文, 宋钢, 吴宜灿. 氘氚聚变中子发生器旋转氚靶传热特性研究. 物理学报, 2015, 64(10): 102901. doi: 10.7498/aps.64.102901
    [7] 曾骏哲, 何承发, 李豫东, 郭旗, 文林, 汪波, 玛丽娅, 王海娇. 电荷耦合器件在质子辐照下的粒子输运仿真与效应分析. 物理学报, 2015, 64(11): 114214. doi: 10.7498/aps.64.114214
    [8] 曾鹏, 袁铮, 邓博, 袁永腾, 李志超, 刘慎业, 赵屹东, 洪才浩, 郑雷, 崔明启. 软X射线条纹相机透射式Au与CsI阴极谱响应灵敏度标定. 物理学报, 2012, 61(15): 155209. doi: 10.7498/aps.61.155209
    [9] 周林, 蒋世伦, 祁建敏, 王立宗. 反冲质子磁分析技术用于氘氚中子能谱测量研究. 物理学报, 2012, 61(7): 072902. doi: 10.7498/aps.61.072902
    [10] 余波, 应阳君, 许海波. 惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统的优化研究. 物理学报, 2010, 59(6): 4100-4109. doi: 10.7498/aps.59.4100
    [11] 任利春, 周林, 李润兵, 刘敏, 王谨, 詹明生. 不同序列拉曼光脉冲对原子重力仪灵敏度的影响. 物理学报, 2009, 58(12): 8230-8235. doi: 10.7498/aps.58.8230
    [12] 刘 迎, 王利军, 郭云峰, 张小娟, 高宗慧, 田会娟. 空间分辨漫反射的高阶参量灵敏度. 物理学报, 2007, 56(4): 2119-2123. doi: 10.7498/aps.56.2119
    [13] 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
    [14] 欧阳晓平, 李真富, 王群书, 霍裕昆, 马彦良, 张前美, 张国光, 金玉仁. 狭缝式高灵敏裂变中子探测系统. 物理学报, 2005, 54(10): 4643-4647. doi: 10.7498/aps.54.4643
    [15] 霍裕昆, 吴选红, 邵其鋆, 陈建新, 吴士明, 潘正瑛, 高兴华. 聚变α粒子对第一壁辐照损伤的蒙特-卡罗研究(Ⅰ)——轰击第一壁的α粒子能谱. 物理学报, 1991, 40(8): 1236-1243. doi: 10.7498/aps.40.1236
    [16] 张焕乔. 中子平面晶体谱仪的分辨宽度. 物理学报, 1963, 19(8): 477-482. doi: 10.7498/aps.19.477
    [17] 肖振喜, 叶宗垣, 张应, 黄胜年. U235及Pu239裂变中子能谱的测量. 物理学报, 1962, 18(9): 467-470. doi: 10.7498/aps.18.467
    [18] 肖振喜. 在利用原子核乳胶测快中子能谱的计算工作中所用的特种计算尺. 物理学报, 1960, 16(2): 111-112. doi: 10.7498/aps.16.111
    [19] 吴钦义, 张和琪, 王彦顺. 利用CN振动带光谱及中色散攝谱仪测量碳弧温度和利用原子常数测量照象乳剂的相对光谱灵敏度. 物理学报, 1959, 15(4): 202-209. doi: 10.7498/aps.15.202
    [20] 周光召. 中子和质子的质量差. 物理学报, 1959, 15(5): 269-276. doi: 10.7498/aps.15.269
计量
  • 文章访问数:  5157
  • PDF下载量:  512
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-13
  • 修回日期:  2013-09-10
  • 刊出日期:  2013-12-05

/

返回文章
返回