神龙二号加速器可以产生三个脉冲宽度约80 ns(FWHM)、脉冲间隔约500 ns的X射线, 为了获得每个脉冲X射线剂量, 采用康普顿探测器和热释光剂量计相结合的方法进行测量。针对神龙二号加速器X射线能谱分布, 采用MCNP程序优化设计康普顿探测器, 测量多脉冲X射线信号, 获得每个脉冲的剂量比例, 应用热释光剂量计测量多脉冲X射线总剂量, 由总剂量和剂量比例准确得到每个脉冲X射线剂量, 实现神龙二号加速器多脉冲X射线剂量测量。

根据探测器测量原理和标定方法、特点, 分析其位置测量的不确定度主要来源于测量过程的A类不确定度、不确定度和最小二乘法引入的拟合不确定度, 确定了各个不确定度的计算方法, 得到了探测器的合成不确定度, 对于应用于神龙二号直线感应加速器的电阻环和磁探测器, 其合成不确定度约为0.1 mm。

应用于高能闪光X光照相技术的X射线源焦斑大小是闪光照相装置的关键参数,直接影响成像的分辨能力。由于高能X射线的强穿透性和强辐射环境,给焦斑测量带来一定困难。介绍了一种间接测量方法,采用滚边装置(rollbar)成像得到X射线源的边扩展函数,微分后得到光源的线扩展函数并计算调制传递函数(MTF),而后从MTF为0.5所对应的空间频率之值确定出光源的光斑大小。给出了神龙二号加速器电子束聚焦调试实验中得到的X射线焦斑测量结果,分析影响测量结果的因素并提出了解决方法。

在“神龙二号”直线感应加速器的调试中,虽然电容探头和电阻分压器测到的空载加速腔电压波形基本一致,但是带束流负载时两者的波形有明显差异,针对此实验现象开展了研究。仔细模拟了束流波形和电压波形相对时间差异引起的波形差异,得到束流提前、同步和滞后条件下的腔压波形,确认相对时间差是导致波形差异的一个重要原因。建立了加速腔的分布参数电路模型,模拟结果表明束流负载效应到达两种探头的时间不同,这会导致腔压波形的不同; 由于电容探头距离加速间隙更近,所以电容探头测到的波形更接近束流实际得到的加速波形。后续的调试实验获得了没有加速电压时束流产生的负载效应波形,证明束流负载到达两个探头的时刻确实不同,对加速器出口束流能谱的测量结果也表明束流的能谱分布和电容探头波形的叠加结果基本符合,上述结果表明该研究所用的模拟和分析方法是有效的,可以用于加速器的调试和性能优化。

针对高能强流电子束轰击高Z靶产生的X射线的能谱测量问题，采用蒙特卡罗方法进行成像模拟研究。高能X射线能谱通常由对X射线经过衰减体的直穿透射率曲线进行解谱获得。设计了带多准直孔的截锥体模型，在单次模拟成像中获得完整的衰减透射率曲线，有效避免了散射光子对透射率曲线以及X射线能谱重建的影响。成像面采用非均匀划分网格计数，将大部分探测计数点集中于各准直孔出口处，保证关注区域模拟成像的精细度，同时减少总体计算时间。