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中国绵阳研究堆高压中子衍射谱仪在材料研究中的应用

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高压物理学报 2024年第3期38卷 111-120页

作者：孙嘉程陈喜平谢雷房雷鸣中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621999

中国绵阳研究堆(CMRR)的高压中子衍射谱仪(凤凰,HPND)由中子聚焦系统、探测器系统、高压加载与集成系统等部分组成,可进行常压高低温、高压环境下的中子衍射实验,其中子衍射实验的原位室温高压加载最高可达30 GPa,高温高压加载最高可达2... 详细信息

中国绵阳研究堆(CMRR)的高压中子衍射谱仪(凤凰,HPND)由中子聚焦系统、探测器系统、高压加载与集成系统等部分组成,可进行常压高低温、高压环境下的中子衍射实验,其中子衍射实验的原位室温高压加载最高可达30 GPa,高温高压加载最高可达2000 K、10 GPa。目前,凤凰谱仪已被广泛应用于材料研究领域,如过渡金属氮化物、锂离子材料、磁性材料、含能材料、铁电陶瓷等。利用常规中子衍射、高低温中子衍射以及高压中子衍射技术,获得材料的原子精确占位、磁结构、晶体结构以及相变等信息。

关键词：高压中子衍射原子占位结构相变

CMRR研究堆冷中子成像的双晶体单色器模拟研究

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核电子学与探测技术 2022年第6期42卷 1089-1094页

作者：尹伟李航兰晓华罗昕王胜吴洋霍合勇曹超孙勇刘斌唐彬中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为适应CMRR冷中子成像装置配备双晶体单色器的需求,采用MC方法计算了主选择波长中子及其二次谐波中子在成像位置处不同厚度高定向热解石墨的强度,通过它们相对强度变化确定了高定向热解石墨的厚度.确定厚度后,模拟计算了成像位置的单色... 详细信息

为适应CMRR冷中子成像装置配备双晶体单色器的需求,采用MC方法计算了主选择波长中子及其二次谐波中子在成像位置处不同厚度高定向热解石墨的强度,通过它们相对强度变化确定了高定向热解石墨的厚度.确定厚度后,模拟计算了成像位置的单色中子注量率、波长分辨率、有效视场及其均匀性,通过本研究为CMRR冷中子单色中子成像装置研制提供了设计参考.

关键词：单色中子束双晶体单色器模拟计算中子成像

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瞬发中子衰减常数测量模拟程序

核电子学与探测技术 2023年第3期43卷 490-494页

作者：高辉宋凌莉李勐文杰周浩军尹延朋谢奇林中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为研究瞬发中子衰变常数α的实验方法和改进相关测量技术,在中子输运程序的基础上,开发了α测量的模拟程序。可以模拟中子输运和α测量的全过程,利用该程序对球形金属装置的测量全过程进行了模拟,模拟结果均与设定的值一致。该程序实现... 详细信息

为研究瞬发中子衰变常数α的实验方法和改进相关测量技术,在中子输运程序的基础上,开发了α测量的模拟程序。可以模拟中子输运和α测量的全过程,利用该程序对球形金属装置的测量全过程进行了模拟,模拟结果均与设定的值一致。该程序实现了Rossi-α法的A/C值的计算和Feynman法测量过程模拟,从而弥补了普通中子输运程序的不足。

关键词：瞬发中子衰减常数测量模拟 Rossi-α法 Feynman法

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基于随机抽样的衰变热不确定度量化研究

原子能科学技术 2024年第6期58卷 1280-1286页

作者：马纪敏郭海兵黄洪文中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

为研究核数据引起的核素存量及导出量的不确定度,在自主程序GNET上实现了基于随机抽样的不确定度量化方法。利用贝叶斯更新方法获得裂变产物独立产额的协方差数据,弥补裂变产额协方差数据缺失。对热中子引起的235U一次裂变后衰变热不确... 详细信息

为研究核数据引起的核素存量及导出量的不确定度,在自主程序GNET上实现了基于随机抽样的不确定度量化方法。利用贝叶斯更新方法获得裂变产物独立产额的协方差数据,弥补裂变产额协方差数据缺失。对热中子引起的235U一次裂变后衰变热不确定度进行了计算。结果表明,裂变产物产额的不确定度贡献占主要部分。该算例表明GNET程序具备了核素存量的不确定度量化功能。

关键词：不确定度量化随机抽样衰变热协方差贝叶斯更新方法

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Z箍缩动态黑腔冲击波辐射图像诊断

物理学报 2016年第7期65卷 232-237页

作者：蒙世坚黄展常甯家敏胡青元叶繁秦义许泽平徐荣昆中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

在"聚龙一号"装置上开展了单层钨丝阵加载重泡沫的动态黑腔实验,初步研究了Z箍缩动态黑腔中冲击波传播和黑腔形成的物理过程.获得了冲击波辐射环的演化图像,分析了丝阵等离子体与泡沫的作用过程及动态黑腔内的辐射特性.测得冲击波的向... 详细信息

在"聚龙一号"装置上开展了单层钨丝阵加载重泡沫的动态黑腔实验,初步研究了Z箍缩动态黑腔中冲击波传播和黑腔形成的物理过程.获得了冲击波辐射环的演化图像,分析了丝阵等离子体与泡沫的作用过程及动态黑腔内的辐射特性.测得冲击波的向心传播速度为(14.2±1.7)cm/μs,冲击波平均宽度为0.8—0.9 mm.冲击波辐射环的发光强度沿角向分布的标准偏差约为±10%,中心黑腔区的标准偏差约为±4.2%.

关键词： Z箍缩动态黑腔冲击波辐射分幅相机

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D-T中子诱发贫化铀球壳内裂变率分布实验

物理学报 2019年第15期68卷 199-205页

作者：韩子杰朱通华鹿心鑫秦建国王玫蒋励杨波中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900 中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所北京100094

中子诱发裂变反应率是表征和检验中子在材料中的输运、裂变放能等过程的重要物理量.贫化铀球壳裂变反应率径向分布数据,可为铀核数据宏观检验及研究裂变放能与贫化铀球壳厚度的关系提供数据支持.本文设计了内径为13.1 cm,外径分别为18.1... 详细信息

中子诱发裂变反应率是表征和检验中子在材料中的输运、裂变放能等过程的重要物理量.贫化铀球壳裂变反应率径向分布数据,可为铀核数据宏观检验及研究裂变放能与贫化铀球壳厚度的关系提供数据支持.本文设计了内径为13.1 cm,外径分别为18.10,19.40,23.35,25.40,28.45 cm的五种不同厚度的贫化铀球壳组合装置;利用位于球壳中心的氘氚中子源轰击贫化铀球壳装置,中子产额约为3×1010-4×1010s-1;在"赤道"平面与入射氘束成45°方向测量裂变反应率随径向分布的情况.为了克服裂变室和俘获探测器等自身对模型和中子场的扰动,本文选择与装置材料相同的贫化铀材料作为活化探测器,以活化探测器中的裂变碎片143Ce发射的γ射线作为测量对象,通过HPGe探测器测量的γ射线数,基于143Ce裂变产额数据反推裂变反应率.通过实验获得了贫化铀球壳内的裂变率及其径向分布规律,裂变反应率和相对标准不确定度分别位于5.28×10-29-7.58×10-28之间和6%-11%之间.基于蒙特卡罗程序和ENDF/BVI.8数据库完成了模拟计算,并与实验结果进行了对比分析,两者在不确定度范围内一致.

关键词：贫化铀裂变率 143Ce 裂变产额

氚深度分布对β射线诱发X射线光谱法测量能谱中Ar(Kα)强度的影响

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2368-2373页

作者：陈杨陈志林杨阳瞿金辉程胜寒李余中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

BIXS(β射线诱发X射线光谱法)是一种针对材料中氚的无损测量方法,该方法通过探测氚在材料与工作气体(氩气)中诱发的特征X射线与轫致辐射X射线谱计算材料表层(β射线射程范围内)与基体中的氚含量与分布。通常认为氩的Kα特征峰强度与材... 详细信息

BIXS(β射线诱发X射线光谱法)是一种针对材料中氚的无损测量方法,该方法通过探测氚在材料与工作气体(氩气)中诱发的特征X射线与轫致辐射X射线谱计算材料表层(β射线射程范围内)与基体中的氚含量与分布。通常认为氩的Kα特征峰强度与材料表层氚含量呈正比,然而该结论的前提是氚在材料表层均匀分布,而未考虑非均匀分布的情形。本文详细评估了氚在材料表层的深度分布对BIXS能谱中Ar(Kα)强度的影响,结果表明,在均匀分布的情况下,β射线最大射程的1/10范围内的氚对Ar(Kα)强度的贡献约为50%;在非均匀分布的情况下,Ar(Kα)的强度与均匀分布有数倍的差异。因此在实际测量中需根据氚在材料表层的具体分布对结果进行修正。

关键词： β射线诱发X射线光谱法 β射线射程范围深度分布 Ar(Kα)

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样品转动方式对中子全息成像结果的影响

物理学报 2015年第24期64卷 131-140页

作者：唐彬曹超尹伟孙勇刘斌中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

在中子全息成像实验中,为避免透射中子干扰,入射中子束方向与样品-探测器方向不能在一条直线上,同时采用探测器移动结合样品转动或仅样品转动的方式,避免探测系统的大范围移动.因此在样品的转动过程中,入射中子束和探测器相对于样品的... 详细信息

在中子全息成像实验中,为避免透射中子干扰,入射中子束方向与样品-探测器方向不能在一条直线上,同时采用探测器移动结合样品转动或仅样品转动的方式,避免探测系统的大范围移动.因此在样品的转动过程中,入射中子束和探测器相对于样品的位置同时发生改变,内源全息项和内探测器全息项作为变量被记录在同一幅全息图中,并在重建过程中相互干扰.本文对基于中子三轴谱仪和四圆谱仪的三种不同转动方式进行了中子全息记录和重建模拟研究,并讨论其修正方法.结果表明,各转动方式都可以通过适当的方法消除或减轻相关影响,而其中基于三轴谱仪的纯样品转动方式可以使用两个探测器记录的方式,避开入射中子束方向与样品-探测器方向不能在一条直线上的限制,得到完整的全息图,同时通过数据处理能基本消除相对转动造成的干扰,达到理想的重建结果,在条件允许的情况下应予优先采用.

关键词：中子全息术样品转动方式三轴谱仪四圆谱仪

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新型口袋式微型裂变电离室设计进展

核电子学与探测技术 2022年第6期42卷 1048-1052页

作者：尹振羽言杰陈鸿飞温中伟何遥胡永宏中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

口袋式微型裂变电离室(MPFD)是美国堪萨斯州立大学半导体材料与辐射技术实验室提出的一种具有创新性,具备耐辐照、耐高温特性的先进堆芯中子注量率探测器设计.本文简要介绍了堪萨斯州立大学MPFD的基本设计思想及其主要设计结果,并结合... 详细信息

口袋式微型裂变电离室(MPFD)是美国堪萨斯州立大学半导体材料与辐射技术实验室提出的一种具有创新性,具备耐辐照、耐高温特性的先进堆芯中子注量率探测器设计.本文简要介绍了堪萨斯州立大学MPFD的基本设计思想及其主要设计结果,并结合本研究长期以来在裂变电离室设计和研发过程中积累的经验,对MPFD进行了优化设计.目前原理型工程样机正在装配和测试中,未来有望用于核反应堆堆芯三维中子注量在线监测、材料辐照考核的原位中子注量率在线测量,以及特殊中子场下的裂变过程微观核参数研究等.

关键词：微型裂变室中子注量率监测微观核参数原位在线监测