作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理全国重点实验室,四川 绵阳 621900
短脉冲强激光驱动中子源具有微焦点、短脉宽、高注量率的特点,在创新研究和应用方面显示出独特潜力,得到了广泛关注。简要回顾了激光中子源的发展历史和现状,特别是超短脉冲激光驱动束靶中子源的最新研究进展。首先,介绍了激光中子源束流品质提升方面的研究工作。其中,产额提升是激光中子源研究以及实现相关应用的首要问题。当前的研究主要通过反应通道选择、离子加速优化等技术途径来实现激光中子源产额的提升。除了产额提升之外,人们还格外关注激光中子源的方向性提升,提出了削裂反应、逆反应动力学等新方案。其次,介绍了激光中子源参数的诊断方法与现状。通过对激光中子源能谱、角分布、脉宽和源尺寸等参数的精密表征,人们对激光中子源的特性有了更全面的了解,这有力支撑了其应用。最后,回顾了激光中子源目前已开展的应用演示实验。激光中子源适用于部分与传统中子源类似的应用场景,同时基于激光中子源超短脉冲、超高通量等新特性有望拓展出新的独特应用。
激光光学 激光离子加速 激光中子源 超短脉冲激光 
中国激光
2024, 51(1): 0101004
黄明阳 1,2,3,4许守彦 1,2齐欣 1,2王生 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
3 中国科学院大学,北京 100049
4 中国科学院 粒子加速物理与技术重点实验室,北京 100049
引出系统是中国散裂中子源快循环同步加速器的核心组成部分,对束流精确打靶和加速器稳定运行具有重要意义。首先,详细介绍了快循环同步加速器的引出系统和束流引出方案,重点介绍了一些引出系统相关的关键技术。其次,对引出束流调试进行深入研究,包括纵向束流调试、横向束流调试、引出束流分布优化等,其中纵向束流调试主要针对8个引出Kicker定时进行精确标定,横向束流调试主要指Lambertson型磁铁、8个Kicker磁铁、高能输运线模式的匹配设置。最后,对引出束流束损进行深入研究和针对性优化,探索引出束流损失的各种来源,对Lambertson型磁铁漏场、引出束团长度、Kicker波形平顶、Kicker波形变化进行深入研究并对一些新的测量方法进行详细论述。同时,对Lambertson型磁铁入口产生超大辐射热点的现象进行深入研究,寻找其产生大量束流损失的根源,并提出最终解决方案,降低引出束流损失和辐射剂量,使其满足加速器运行要求。
散裂中子源 束流引出 束流调试 束流损失 辐射剂量 spallation neutron source beam extraction beam commissioning beam loss radiation dose 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 124001
王怀宝 1,2,3周良 1,3胡春明 1,3李小虎 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 中国科学院大学,北京 100049
3 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
中国散裂中子源(CSNS)工程材料中子衍射谱仪(EMD)的样品非常大,且形状各异,有些样品甚至是曲面的,中子准直光阑(狭缝)要靠近这些异形构件,需要设计成尖嘴型。狭缝的主要作用是给样品测试提供所需要的束流尺寸,并保证束流尺寸精度很高,束流没有太多杂散中子。工程材料中子衍射谱仪的尖嘴型狭缝为连续型,开口可以根据实验需求进行变化。狭缝采用双导轨结构,定位精度高,重复定位精度优于10 μm,绝对定位精度优于30 μm。狭缝刀片采用富集碳化硼,较大程度减小了刀片的厚度,可以有效降低狭缝悬臂结构的变形量,保证狭缝有足够长度的尖嘴,能够接近异形构件,特别能够深入到长管内部,提高了工程材料中子衍射谱仪的实验能力。狭缝采取双重安全设计:导轨互换系统和防撞结构,可以有效防止狭缝在使用过程中被大件样品撞坏。该狭缝已经应用到中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪的实验测试,为残余应力测量做出了重要贡献,它的应用为国内外尖嘴型狭缝的设计提供了非常重要的参考。
中国散裂中子源 中子谱仪 尖嘴型狭缝 有限元 China Spallation Neutron Source neutron spectrometer pointed slit finite element analysis 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 114004
作者单位
摘要
华龙国际核电技术有限公司,广东 深圳 518172
在压水堆正常运行期间,氚贡献了压水堆液相流出物总活度的95%以上,是反应堆设计和运行中的关键放射性核素之一。通过对美国在运的8台堆芯设计非常相似的机组2000至2019年期间氚排放数据进行较为深度的数据清洗和分析研究,得出采用不锈钢包壳的Sb-Be次级中子源的氚释放是压水堆机组氚源项的重要来源之一,统计机组中次级中子源产氚贡献平均为7.5 TBq·a−1,结合理论计算,符合当前包壳材料发展和运行管理水平下的渗透比例10%~20%。取消次级中子源约可以降低20%的因氚排放造成的公众剂量,还可以降低氚源项对厂址规划机组数量的制约。此外,研究还发现,氚排放量的显著波动受到液态集中排放的显著影响,特别是在美国压水堆大修之前或期间,这将有助于优化未来机组放射性排放管理。
 次级中子源 不锈钢包壳 压水堆 tritium secondary neutron source stainless steel cladding pressurized water reactor 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 116004
作者单位
摘要
中国原子能科学研究院 核数据重点实验室北京 102413
核数据,尤其是中子核数据,是**建设、核能发展及核技术应用的基础,同时在核物理基础研究中也发挥重要作用。核数据的质量直接影响相关装置及产品的有效性、安全性、可靠性和经济性。实验数据是相关理论模型发展及核数据库研制的基础,因此,核数据实验研究在核数据研究中占有极其重要的地位。我国的核数据实验研究始于20世纪中期,经过数十年的发展,取得了丰硕的成果。本文将简要介绍我国核数据实验研究取得的进展,并尝试展望未来的发展。
核数据 实验数据 中子源 Nuclear data Experimental data Neutron source 
核技术
2023, 46(8): 080003
李明涛 1,2,3张玉亮 1,2,3袁月 1,2,3吴煊 1,2,3[ ... ]朱鹏 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
3 中国科学院大学,北京 100049
中国散裂中子源加速器上有几百套电源和高频设备。每次开关机过程都要通过操作二十多个控制界面来完成这几百台设备的开关机流程,过程繁琐,耗时较多,容易出错且很难发现。为了简化开关机流程和避免人为错误发生,开发了一套一键开关机程序。该程序将分散于二十多个界面的所有硬件设备开关机操作集成到一个界面中,同时将每个硬件开关机流程抽象为单独线程,界面上一键操作,使用多线程并发完成所有设备的开关机操作。该程序实现了运行模式状态的一键存储和恢复,能够一键完成整个加速器的开关机流程,将原来耗时40 min的开关机流程压缩到约2 min完成,提升了操作效率,很好地满足了中国散裂中子源加速器运行需求。该程序具有一定的通用性,可以在其它装置推广应用。
CSNS 控制系统 实验物理与工业控制系统 一键开关机 模式存储和恢复 Chinese Spallation Neutron Source (CSNS) control system EPICS one-key operation snapshot save and restore 
强激光与粒子束
2023, 35(8): 084001
作者单位
摘要
华北电力大学 核科学与工程学院北京 102206
中子源强作为输运计算的重要输入参数,数值结果直接影响反应堆屏蔽计算精度。源强受几何模型、燃耗和功率分布的影响,其分布趋势存在明显差异。通过研究源强径向分布特点,基于中子价值生成堆芯各组件几何权重,对权重高的外围组件与径向功率分布梯度较大区域的网格源强进行精细计算。轴向不同高度位置采用分层处理,降低轴向功率峰因子对结果稳定性影响。采用体积权重法进行源强网格与几何网格映射,保证总源强守恒。NUREG/CR-6115基准题的数值验证结果表明:多权重源强网格映射算法与平均源强计算方法输运结果相比,快中子注量率相对误差均方根降低了18.46%。多权重源强网格映射算法可获得准确的源强分布,提高屏蔽计算精度,满足工程应用需求。
屏蔽计算 中子价值 中子源强 快中子注量率 Shielding calculation Neutron importance Neutron source Fast neutron fluence 
核技术
2023, 46(5): 050603
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Laser Engineering, Osaka University, Suita, Japan
2 National Institutes for Quantum Science and Technology, Tokai, Japan
3 Tokamak Energy Ltd., Abingdon, UK
4 Graduate School of Engineering, Osaka University, Suita, Japan
5 Fukui University of Technology, Fukui, Japan
We predict the production yield of a medical radioisotope ${}^{67}$ Cu using ${}^{67}$ Zn(n, p) ${}^{67}$ Cu and ${}^{68}$ Zn(n, pn) ${}^{67}$ Cu reactions with fast neutrons provided from laser-driven neutron sources. The neutrons were generated by the p+ ${}^9\mathrm{Be}$ and d+ ${}^9$ Be reactions with high-energy ions accelerated by laser–plasma interaction. We evaluated the yield to be (3.3 $\pm$ 0.5) $\times$ 10 ${}^5$ atoms for ${}^{67}$ Cu, corresponding to a radioactivity of 1.0 $\pm$ 0.2 Bq, for a Zn foil sample with a single laser shot. Using a simulation with this result, we estimated ${}^{67}$ Cu production with a high-frequency laser. The result suggests that it is possible to generate ${}^{67}$ Cu with a radioactivity of 270 MBq using a future laser system with a frequency of 10 Hz and 10,000-s radiation in a hospital.
laser ion acceleration laser-driven neutron source medical radioisotope 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(2): 02000e20
作者单位
摘要
1 中广核研究院有限公司, 广东 深圳 518000
2 生态环境部核与辐射安全中心,北京 100082
以压水堆核电厂中氚的产生机理和氚源项计算模型为基础,结合对国内外大量压水堆核电厂的氚排放运行数据的系统性分析,识别出冷却剂硼酸活化和次级中子源活化是压水堆氚排放量的主要来源,其中对中国广核集团运行机组,锑铍中子活化后的产氚量对氚年排放量的贡献可达到40%,而氚从完整的锆合金包壳的燃料棒中的释放是可以忽略不计的。由于优化次级中子源是降低压水堆氚排放量的唯一有效措施,通过分析建议压水堆核电厂采用双层不锈钢包壳的次级中子源或者取消次级中子源以降低压水堆氚排放。
压水堆  次级中子源 锆基合金 不锈钢包壳 pressurized water reactor tritium secondary neutron source zirconium alloy stainless steel cladding 
强激光与粒子束
2022, 34(2): 026009
张辉 1,2慕振成 1,2荣林艳 1,2王博 1,2[ ... ]刘美飞 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
射频测量系统中经常会用到波导-同轴线转换器,主要是利用其将射频器件的波导端口转换成能够直接接入测量仪器的50 Ω同轴线。本文设计的648 MHz/WR1500波导同轴转换器主要用于CSNS升级工程(CSNS-II)超导直线射频器件的测量。利用切比雪夫脊型阶梯阻抗变换和探针耦合的方式实现波导到同轴线的转换。对脊加载波导和不连续同轴线分别进行了分析,得到最优尺寸。为了提高测量精度,设计的波导-同轴线转换器具有低插入损耗、低驻波比和宽带宽等特性。最后对生产的转换器进行了测试,测试结果与仿真结果相近,能够满足作为测量器件的使用要求。
散裂中子源 脊波导 同轴线 转换器 不连续 China Spallation Neutron Source ridge waveguide coaxial line transtion discontinuity 
强激光与粒子束
2021, 33(10): 103003

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!