轴对称电场中氘离子运动轨迹的仿真研究

建立了中子管加速系统模型,对加速电场分布和氘离子的运动轨迹进行了仿真.利用有限元分析软件探索了不同的加速间隙、电压、电极尺寸对离子轨迹的影响.得到了加速电极电场分布和离子束轨迹直观分布.该结果能够对中子管加速系统设计提供有价值的参考.     

300千伏中子发生器的加速管

本文介绍了300千伏中子发生器的加速管,该中子发生器能产生3×10~(11)中子/秒的中子产额。     

密封式中子管中电子电流形成过程

分析中子管中电子电流的形成过程．对于Philip型中子管,D 离子轰击靶产生的二次电子直射进入加速区,形成的电子电流仅是总电子电流的一部分．为完整地解释电子电流的形成,必须考虑到二次电子在加速电极内壁上的散射和新产生的二次电子进入加速区形成电子流的因素．     

电场分布对射流等离子体生成特性的影响

为了研究电场分布对射流等离子体生成特性的影响,运用有限元分析软件AnsoftMaxwell,对柱-环、柱-三环、柱-螺旋管、柱-管4种不同射流等离子体电极结构下的电场强度及均匀度等参数进行了电场仿真计算,模拟起始放电前不同电极结构下的电场分布情况.分析电场强度及均匀度等参数对射流等离子体生成的影响,结合相应的实验进行验证.仿真和实验结果表明:4种电极结构的最大电场强度差别不大,起始放电电压大致相同;柱-环电极电场分布最不均匀,容易向弧光放电转化;柱-管电极电场分布最均匀,强电场区域大,易于生成大量稳定的辉光放电等离子体.因此,电场分布越均匀、强电场区域越大的电极结构有利于抑制辉光放电向弧光放电的转变,有利于射流辉光等离子体的生成.     

注入到外电场的正负电子对的静电不稳定性

出于脉冲星中粒子加速问题,讨论外电场中注入的正负电子对静电不稳定性.对很强的电场,不能在等离子体振荡尺度的0阶分布函数忽略空间变化效应.假设在加速(减速)电子(正电子)的恒定外电场以四维速度u0＞0单能地注入电子对.通过解决场的线性扰动和对的分布函数,发现了一个新型不稳定性.u0和外电场确定的制动时标与等离子体的时标之比R描述不稳定性的性质.这种情况下,增长率是等离子体频率的几倍.     

钛靶膜厚度对中子管性能的影响

采用热蒸发技术利用钼丝作为灯丝,将纯钛蒸发到陶瓷靶上,得到了钛靶,并研究了钛膜厚度对中子管产额等性能的影响.对3支靶膜厚度(0.8,2.2和6.1μm)的中子管进行了对比,发现钛膜厚度为2.2μm时,中子管的产额最高.同时比较了3支中子管的老练及稳定性.     

电子枪加速极对空间电场影响的解析研究

 
推导了电子枪中各电极之间的类平行板电容公式,根据电场叠加原理和点电荷场强公式推导了加入加速极前后电子枪的电场分布解析式,并针对轴上关键区域的电场用Matlab进行了仿真分析,结果显示对于阴极半径0.5mm,阳极内半径5mm、外半径30mm,两极间距110mm的结构,在无加速极时只会在阴极表面1.9mm范围内产生大于1V/mm的强电场,其他位置几乎都为零;加入加速极后轴上电场会急剧增大到原来的几百倍,且加速极数目越多,轴上电场越大,并且加入3个电极时可以形成相对最均匀的电场,说明了电子枪设计加速极的原因和必要性,为电子枪结构的设计提供了一定理论依据.
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非对称等离子体激励器的电场仿真

等离子体激励器的非对称结构可以产生不均匀的电场,使空间电离的等离子体在电场力的作用下产生运动,从而带动环境空气流动产生顺电加速。本文分析了顺电加速的机理,用时域有限差分法的电磁场数值计算的理论对非对称等离子体激励器进行了电场仿真,并得出了和理论分析一致的用于顺电加速的非对称等离子体激励器的电场分布。此工作为以后提高顺电加速速度和激励器的结构优化提供了基础。     

中子管离子源2 kV高压脉冲电源的研制

高压脉冲电源在电场杀菌、等离子体发生器、激光技术、中子测井等领域有广泛应用。其中,属于核测井技术的脉冲中子测井技术需使用特定的脉冲和测量时序,因此设计了应用于中子测井技术中的高压脉冲电源系统。该系统通过单端反激式逆变电路和半臂逆对称式倍压整流电路得到了稳定的直流高压,通过开关管串联的方式解决了MOSFET管耐压不够的问题,设计了斩波控制电路,实现了高压状态下的斩波功能。对系统进行了带负载实验,实现脉冲电压0~2 k V,频率500 Hz~10 k Hz连续可调,最小脉宽40μs的精确控制,多次实验结果验证了该方案的可行性。该电源具有功耗低、体积小、实验成本低等特点,基本满足了测井中子管中对离子源的供电需求。     

直流高压电场对丙烷—空气火焰传播速度影响的实验研究

通过实验研究了直流高压电场对丙烷—空气火焰在管中移动速度的影响。结果表明,纵向电场使丙烷-空气火焰移动速度加大,并且结果是明确肯定的。横向电场则对丙烷-空气火焰在管中的移动速度没有可以观察到的影响。纵向电场使火焰移动速度加大的原因是直流电场使火焰中的正离子向未燃气体方向加速而引起的。     

Neutron imaging at Peking University

： Neutron imaging techniques were investigated at Peking University based on a 4.5 MV Van de Graaff accelerator. The thermal neutron radiography, fast neutron radiography and fast neutron resonance radiography were tested. The low neutron flux limits the image quality. A new radio frequency quadrupole （RFQ） accelerator based on neutron source with a yield of 1 012 n/s is being set up.     

用伴随粒子技术测量盖革—弥勒计数管快中子灵敏度

用伴随粒子技术测量了GM—2型盖革——弥勒计数管对14.7MeV快中子的灵敏度,给出了测量结果.介绍了为克服加速器束流不稳而产生系统误差的一种实验数据处理方法.     

利用MONTE CARLO方法分析高能电子加速器中中子引起的感生放射性——微观分析

在高能电子加速器中,高能电子与物质相互作用产生电磁簇射,生成的高能光子与 介质发生光核反应,其后的中子、介子又引发核反应,并引发感生辐射场.本系列文章利用 Monte Carlo方法分析了高能电子加速器中中子引起的感生放射性以及对加速器周围环境的 影响,对于制定关于停机后等待时间的规定具有指导性意义.在微观上利用多步动力学模型 （Many Stage Dynamical Model,MSDM）计算了中子与不同靶材Fe、Cu、Ni的辐射损伤总截 面,然后计算了能量为10、140和700 MeV的中子与加速器相互作用所产生的放射性同位素的 分布及生成截面,并且对3种情况进行了比较和分析.     

中子诱发轻带电粒子出射核反应实验研究进展

本文介绍了中子诱发轻带电粒子出射核反应(n,lcp)研究的科学意义、研究方法和实验难点,对国际与国内的相关研究情况进行了比较全面的综述.对国际上基于n_TOF,LANSCE,ORELA和GELINA等中子源所进行的有关实验研究工作进行了系统的介绍,对国内的实验研究进行了全面介绍,对北京大学团队多年来基于4.5 MV静电加速器以及近年来基于北京HI-13串列加速器、中国散裂中子源反角白光中子源CSNS Back-n等中子源上所开展的实验研究工作进行了重点介绍.最后对国内今后在该研究方向的发展做了展望.     

氘-氘和氘-氚随钻中子孔隙度测井探测特性对比

为考察在随钻中子孔隙度测井中用氘-氘(D-D)脉冲源替代氘氚(D-T)源的可行性,利用蒙特卡罗模拟方法,对比分析使用两种脉冲源时测井仪器的热中子空间分布、零源距区域、地层孔隙度灵敏度以及探测深度等探测特性.研究结果表明,D-D与D-T源相比,虽然在水平或大斜度井段对地层界面的分辨能力稍低一点,但是两者的零源距区的上限值、近源距和探测深度都大致相等,且D-D源对地层孔隙度的灵敏度更高、使用时更安全,在随钻脉冲中子孔隙度测井中可以得到更好的使用.     

DPF脉冲中子源中子产额的活化测量研究

活化测量是等离子体焦点 (DPF)中子源的窄脉冲、高注量率中子辐射产额的有效测量方法。为提高活化探测器的测量精度 ,采用了散射中子的屏蔽措施。详细讨论了探测器的标定方法 ,用饱和照射后截止的方法 ,在加速器中子源上给出了 3个探测距离下的标定曲线和标定系数。对标定中的物理问题 ,如探测器死时间对其测量范围的影响、银的两种衰变对标定结果的影响等进行了分析。估计了主要测量误差 ,并提出了实际使用中对散射中子影响的处理方法     

Neutron Capture Therapy （NCT） ＆ In-Hospital Neutron Irradiator （IHNI）-a new technology on binary targeting radiation therapy of cancer

BNCT is finally becoming ＂a new option against cancer＂. The difficulties for its development progress of that firstly is to improve the performance of boron compounds, secondly, it is the requirements of quantification and accuracy upon radiation dosimetry evaluation in clinical trials. Furthermore, that is long anticipation on hospital base neutron sources. It includes dedicated new NCT reactor, accelerator based neutron sources, and isotope source facilities. In ad- dition to reactors, so far, the technology of other types of sources for clinical trials is not yet completely proven. The In- Hospital Neutron lrradiator specially designed for NCT, based on the MNSR successfully developed by China, can be installed inside or near the hospital and operated directly by doctors. The Irradiator has two neutron beams for respective treatment of the shallow and deep tumors. It is expected to initiate operation in the end of this year. It would provide a safe, low cost, and effective treatment tool for the NCT routine application in near future.     

一种新型井下中子发生器

比较了商品氚－钛靶玻璃中子管和自成靶陶瓷中子管的性能，介绍了自成靶陶瓷中子管井下中发生器电路的特点。该中子发生器与阿特拉斯公司的２７２７型Ｃ／Ｏ比测井仪对接成功，开始批量测井。     

天然核素Ag、Cd的快中子辐射俘获截面测量

使用大液体闪烁探测器和快中子飞行时间方法,在2.5MV脉冲化质子静电加速器上,测量了Ag、Cd等天然核素6个能量点的中子俘获截面,并对结果进行了分析和比较。     

慢化体材料对加速器BNCT束流装置中子品质影响研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(BNCT)是一种较好的肿瘤治疗技术,通过慢化得到的超热中子可用于非浅表肿瘤BNCT治疗.本文以2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源为对象,建立了加速器BNCT束流装置模型,采用中子输运程序MCNP研究了慢化体材料对超热中子束流品质的影响.结果表明:采用重水作为慢化体材料可有效的提高束流出口处超热中子水平,对于2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源,超热中子束流水平为0.669×109n/(cm2.s),超热中子与快中子产额比达62.3,基本达到临床治疗所需109n/(cm2.s)的超热中子水平.