根据辐射屏蔽后5.5 m测点处的辐射场情况,分别设计了电流型探测器系统和成像型探测器系统.通过Geant4数值模拟分析可得:在面密度达到10 mg/cm2、初级中子产额为1012时,电流型探测器系统满足测量的信噪比,信噪比达到40∶1;在面密度达到10 mg/cm2、初级中子产额为1011时,成像型探测器系统满足测量的信噪比,信噪比好于10∶1;面密度增大时,信噪比有所改善;但是当初级中子产额达到1012时,出现中子信号重叠现象,可通过缩短曝光时间或者减小塑料闪烁体厚度来降低中子重叠率.

在惯性约束聚变实验中,用下散射法诊断燃料面密度对本底的屏蔽要求较高.分析了神光Ⅲ主机纯氘燃料靶在实际诊断环境中产生的本底辐射场,通过蒙特卡罗方法得知测量点处散射本底主要来源于初级中子与真空腔室、周围诊断平台、天花板和地板的作用.据此分析选取合适的材料和屏蔽方案.通过模拟计算,得到尺寸优化后的准直器设计方案,该方案达到了实验要求.

提出了活化法测量DD中子产额的实验方法，该方法可提高DD中子产额测量的精度。方法基于铟同位素115In与DD中子的非弹性散射反应，活化反应释放的γ射线被HPGe探测器记录，根据活化系统标定灵敏度推算出中子产额。分析了探测器记录的活化γ射线数与中子产额间的关系。介绍了一套活化测量的系统设计。通过蒙特卡罗方法模拟了活化样品出射的γ射线数与样品厚度的关系，模拟结果表明：样品厚度取为1 cm可兼顾活化效率和测量精度。在加速器上对铟活化样品进行了标定实验，实验结果表明：在聚变中子产额大于2×109的实验中可使用铟活化诊断方法，中子产额测量的相对标准误差在10%以内。随着聚变中子产额的不断提高，铟活化测量中子产额的精度可进一步提高。

用国内近年新研制的CeF₃闪烁体和常用闪烁体ST401分别配特性相同的光电倍增管,构成两种闪烁体探测器,在强度不随时间变化的DD中子源场中测量了这两种闪烁探测器的相对灵敏度,测量结果表明:CeF₃闪烁探测器对DD中子的灵敏度比同尺寸ST401的灵敏度低一个量级以上.