非线性中子输运方程的流线扩散有限元法

0 引言在核反应系统中,若考虑中子间的相互作用,则导致非线性中子输运方程.文[1]讨论了一类非线性中子输运方程解的存在性和唯一性.文[2～4]分别研究了非线性中子输运方程的半离散和全离散Galerkin有限元法,得到了解的存在性和相应误差估计.本文的目的在于讨论非线性中子输运方程的流线扩散法. 流线扩散法(SD),又名SUPG方法,最早被Hughes,Johnson及其合作者们研究.对于非定常问题,其数学分析基于空间-时间有限元法.到目前,流线扩散法已成为解决对流占优扩     

中子元素分析中干扰γ射线屏蔽研究

用中子发生器做中子源进行元素分析时,在辐照所测元素的同时,中子发生器组成材料、中子防护材料及探测γ射线装置都产生相应的γ射线,这些γ射线会对实际测量元素产生干扰.通过在中子发生器和探测器之间加铅可以屏蔽来自中子发生器一侧的γ射线.实验表明:当铅层厚度为80 mm时屏蔽效果最佳;用中子进行含C,H和O等元素的分析时,加铅层提高了测量精度.     

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.     

缓发中子有效份额的测量及计算方法

缓发中子有效份额βeff是反应堆重要的动态参数,研究仅基于实验数据的βeff测量方法很有意义。首先,采用多路定标器(multi channel system,MCS)时间多道卡搭建数据采集平台,在清华大学工程物理系反应堆物理实验室的次临界装置上展开微观中子噪声的实验工作,利用双区Rossi-α方法分析实验测量的结果,以数值拟合的方式得到βeff的数值;同时研究基于Monte Carlo方法的中子-光子输运程序(Monte Carlo N-particle transport code,MCNP)软件在βeff计算方面的应用,计算次临界装置的相关动态参数。实验测量结果与计算结果符合良好,确认了实验方法的有效性。     

蓝牙技术在中子发生器控制台中的应用

为了实现对中子发生器控制台的无线监控,采用带蓝牙功能的手机作为监控终端,利用蓝牙技术实现与中子发生器控制台的无线通信.在Android平台上开发了一款手机端应用软件,与控制台中的主控板以蓝牙虚拟串口的形式进行数据传输.这种监控终端优点是控制台软件界面简洁友好,调控操作方便,而且提高了中子发生器使用的安全性.     

中子检测爆炸物的MCNP模拟

利用中子发生器作为中子源进行了爆炸物检测方法的研究.物理模型采用点中子源,用三硝基甲苯(TNT)做模拟物,探测器为阵列式.用蒙特一卡罗方法模拟被中子辐照后N,C和O3种元素,采用透射法和反射法进行了检测.根据改变N,C和O元素产生的特征γ射线计数,确定出最佳检测方法.结果表明:在爆炸物检测中,反射法得到的γ射线计数多,反射法优于透射法;用反射法检测爆炸物时,探测器距离中子源为15 cm时,探测效果最佳.     

用于治疗癌症的强流中子发生器束流光路设计

通过强流离子束包络的数值模拟计算,完成了用于治疗癌症的强中子发生器的束流传输系统设计。应用ＰＯＩＳＳＩＯＮ／ＰＣ和ＳＬＡＮＣ－１６６电磁场模拟程序,确定了各传输元件的电磁参数。特别讨论了与强流离子束有关的束流传输问题。     

“1111”型稀磁半导体的研究进展

我们成功地制备了载流子和自旋分离的"1111"型块材稀磁半导体(La,AE)(Zn,TM)AsO(AE=Ba,Sr;TM=Mn,Fe)居里温度TC可以达到40K.我们研究了载流子和局域磁矩对铁磁有序的调制作用,在(La1-xSrx)(Zn0.9Mn0.1)AsO(x=0.10,0.20,0.30)中,控制Mn的浓度为10%,改变Sr的掺杂浓度,当Sr的掺杂量为10%时,我们可以观测到～30 K的铁磁转变温度;而当Sr的掺杂量达到30%时,铁磁转变温度和有效磁矩都大幅度地降低.我们运用缪子自旋共振和中子散射等微观测量手段研究了该系列材料的自旋动力学,缪子自旋共振的测量表明铁磁有序转变发生在整个样品内,即样品是块材稀磁半导体;缪子自旋共振测量得到的"1111"型稀磁半导体静态局域场振幅as与居里温度TC的关系和(Ga,Mn)As,"111"型Li(Zn,Mn)As,以及"122"型(Ba,K)(Zn,Mn)2As2一致,表明这些体系拥有相同的磁性起源机制.我们对该系列稀磁半导体的研究有利于进一步揭示包括(Ga,Mn)As在内的稀磁半导体的磁性起源机制.     

斜井和水平井中补偿中子测井探测特性

为了进一步认识井斜角对补偿中子测井纵向分辨率的影响,利用蒙特卡罗模拟方法,分析了在不同井斜角情况下测井仪器的纵向几何因子和地层灵敏度,并模拟了在薄地层中的仪器响应.通过研究得到了不同井斜角下补偿中子测井的纵向几何因子,以及用于考察斜井和水平井空间探测特性的地层灵敏度.结果表明:虽然补偿中子测井本身不具有方向性,但当仪器贴壁放置时实际上主要反映靠近仪器一侧的地层;在不同井斜角情况下测井仪器的纵向分辨率不同,随着井斜角的增加,纵向分辨率逐渐增强.     

基于Monte Carlo方法的中子标识输运计算

为了考察中子与介质相互作用的细致物理过程,得到不同种类中子对所关心物理量的贡献,利用Monte Carlo方法的模拟能力,由中子标识记录中子及其次级粒子的输运历史,在程序中赋予中子一个整型标识变量,记录中子的出身、碰撞过程等历史,在记数时根据该变量的值进行分门别类的统计以达到求解众多物理量的目的。结果表明,该方法能得到其它方法不易得到的物理量,如不同种类中子出壳流等。