伴随粒子法D-D/D-T中子产额测量方法研究

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紧凑型D-D/D-T中子发生器其中子产额高,在工业在线活化分析、爆炸物及毒品检测、快中子治癌等中子应用技术研究中有广泛的应用价值。在紧凑型中子发生器研究应用中,中子产额的准确测量是急需解决的关键问题。本论文针对兰州大学研制的紧凑型中子发生器中子产额及通量测量需求,开展对其测量方法和技术的研究工作。对本工作的主要研究内容、结果与结论总结如下:开展了90o伴随粒子法氘氘、氘氚快中子产额和通量测量的理论及方法研究,提出了一种修正因子的计算方法,开发了相应的计算机程序,完成了入射D粒子能量20 keV-700 keV能区,90o伴随粒子法氘氘、氘氚快中子产额和通量测量所需的修正因子的理论计算,且和起初的计算结果作了比较,给出了计算数据的不确定度约为2%和1.41%。搭建了90o伴随粒子法中子产额测量探测器系统,且在紧凑型D-D中子发生器上进行了初步实验调试,得到了伴随粒子多道谱,证实了D-D聚变反应已经发生,有快中子输出。但由于小型氘氘中子发生器安装的同轴性差,加速腔内反加速电子干扰大,伴随质子计数还不能正确反映D-D中子产额,还需进一步细致研究。采用EJ-410闪烁体探测器,对小型氘氘中子发生器中子产额进行了测试,给出了D-D中子产额随时间的变化关系,数据显示,长时间运行氘氘中子可稳定输出,且保持较好的稳定性,中子产额波动性好于2%;给出了D-D中子产额随入射D束流能量增长的实验数据,结果显示,随氘束流能量的增长D-D中子产额快速增长,提高氘束流能量是实现高中子产额的有效途径。当氘束流能量大于140keV时,小型中子发生器的D-D中子产额大于108 n/s。
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