中子发生器

摘要： 在合金材料的生产过程中,不同金属元素的含量改变对产品的性能以及可靠性有重要的影响,通过在线检测技术能够对产品中不同元素含量进行实时分析,从而指导其工业生产过程,提高产品质量。目前常规的无损检测方法受限于分析深度,无法对样品内部成分进行分析,从而影响测量结果的准确性。瞬发伽马中子活化分析(PGNAA)技术是一种高灵敏度、多元素同时分析的无损检测技术,可以对大块样品进行快速分析。针对PGNAA技术在大体积金属样品检测的可行性进行研究,通过测量快中子与样品发生非弹性散射反应激发的伽马射线对样品成分进行分析。搭建了一套测量系统,包括D-T中子发生器,中子反射体,中子准直体,高纯锗(HPGe)探测器及探测器屏蔽防护。首先,对Fe,Ti,Cr,Ni和Cu等5种金属元素进行了分析研究。对不同质量下的样品进行测量,通过伽马能谱处理软件GAMMAFIT对HPGe探测器测量到的特征伽马峰进行拟合,获得全能峰的净面积。分析全能峰净面积与样品质量之间的响应,对探测器的探测效率变化造成的非线性响应进行修正,得到不同元素的校准曲线,结果显示各元素修正后的校准曲线均具有良好的线型关系。对不同元素的质量检测限进行分析,不同金属元素的质量检测限分别为Fe(44 g),Ti(25 g),Cr(33 g),Ni(108 g)和Cu(72 g)。利用测量系统对不锈钢合金样品中的Fe和Cr元素含量测量开展了研究,通过测量标准样品建立了Fe和Cr元素的定标曲线,并对未知样品进行了测量分析。同时与X射线荧光光谱(XRF)测量结果进行了对比分析,结果表明两种方法的Fe元素和Cr元素测量值偏差分别为4.08%和2.97%。研究结果表明,利用PGNAA技术可以对多种金属元素和合金样品进行测量分析,为后续其他金属样品的检测奠定了研究基础。

摘要： 中子发生器电源性能直接影响中子管产额稳定性,文中针对中子发生器电源PID控制存在的噪声敏感、超调量大等问题,在PLC系统中设计一种基于卡尔曼滤波的PID控制方法。利用PLC中的行优先顺序,以浮点型数据格式存储卡尔曼滤波器中的矩阵,采用PLC中的四则运算基本指令进行卡尔曼滤波器的矩阵运算,通过多次嵌套调用矩阵运算子程序实现PID控制参数的卡尔曼滤波。最后,将文中方法应用于中子发生器的电源控制,通过对比实验以验证其有效性。测试结果表明,在PLC中基于卡尔曼滤波进行PID控制能够有效地滤除噪声,减少超调量,控制效果得到明显改善。通过进一步优化,文中设计方法可应用于中子发生器、液面高度、温度、气压等多种PLC控制系统。

摘要： 目的通过实际测量调查,了解测井用中子发生器放射性水平。方法使用Identifinder-N型X、γ剂量率仪、FH-40型中子仪进行工作场所测量。结果中子发生器测井过程中,放射性水平属于正常本底水平。结论加强对中子发生器测井工作场所辐射安全管理。

摘要： 中子发生器是可控中子源测井仪的核心部件之一,其输出中子产额的稳定性对可控中子源测井仪的性能有重要影响。相比于常用的镅铍同位素中子源,中子发生器的中子产额稳定性较差。影响中子发生器中子产额的因素包括中子管累计工作时间、环境温度、供电参数等。数据分析表明:累计工作时间增加、环境温度上升是导致中子产额下降的主要影响因素;供电参数中,靶压、阳极电流对中子产额的影响规律可以通过刻度数据拟合出的函数精确表示。总结出一套基于上述影响因素的可控源孔隙度测井仪孔隙度校正方法,现场实验表明该方法可有效提高可控源测井仪孔隙度的精度。

摘要： 中子发生器属于放射性装置,为保障人员、环境安全,打靶需要特定环境,仪器维修不便利,急需研制模拟中子发生器替代中子发生器。本文首先描述了仪器工作原理,然后根据原理设计了模拟器的电路及参数,最后用实例验证了模拟器的应用。

摘要： 1988年兰州大学成功研制了3×10^(12)s^(-1)的ZF-300强流中子发生器,主要用于核数据测量、材料辐照损伤等研究。为进一步开展活化法中子核数据测量、裂变物理等研究,兰州大学启动了基于倍压加速器的ZF-400强流中子发生器研制工程,该中子发生器的设计指标为D束流能量400 keV、D束流强度大于30 mA、D-D中子产额大于5×10^(10)s^(-1),D-T中子产额大于5×10^(12)s^(-1)。在裂变物理研究方面,已成功发展了描述裂变核断点裂变势的势驱动模型(potential-driving model),并开展了中子诱发典型锕系核素裂变发射中子前裂变产物的质量分布计算研究;将potential-driving model植入Geant4程序,发展了用于裂变发射中子后裂变产物质量分布、动能分布、裂变中子能谱等模拟的蒙特卡罗方法,并开展了可靠性评估研究;研制了一套用于裂变产物实验测量的双屏栅电离室(TFGIC),并完成了初步实验测试。在中子应用技术方面,为满足小型化中子应用技术系统的研发需求,兰州大学成功研制了长度984 mm、直径234 mm的紧凑型中子发生器,通过在引出加速电极和靶之间加电阻的方式产生偏置电场,实现对靶上二次电子的抑制。在自注入靶条件和150 keV氘束流能量下,D-D中子产额可大于5×10^(8)s^(-1),该中子发生器已具备产生D-T中子产额大于10^(10)s^(-1)量级的潜力。完成了基于紧凑型D-T中子发生器的快中子准直屏蔽体的设计,并研发了基于微通道板的快中子成像探测器,初步D-T快中成像测试显示,图像空间分辨率约为500μm。开展了基于紧凑型D-D中子发生器的核燃料棒235 U富集度及均匀性检测系统研发,仿真研究表明,在D-D中子产额5×10^(8)s^(-1)条件下,对核燃料棒中10%范围内的235 U富集度相对变化的检测置信度可达到99%。

摘要： 针对在现场对测井仪检维修时,为避免操作风险,不允许用实物中子发生器检测氧活化水流测井仪的问题,研究设计了中子发生器模拟仿真系统,用以模拟氧活化水流测井仪中子发生器的功能,从而使地面检修人员可在任一地点完整检测待检仪器,解决当前氧活化水流测井仪检维修中存在的突出问题,降低安全风险,提高检维修效率.

摘要： 在以往的中子发生器控制台中,由于AD采样精度低、驱动电路电子器件产生温漂、时漂,导致整体采样电路非线性误差大.针对上述问题,提出了使用过采样技术提高AD采集分辨率,同时利用最小二乘法线性回归对采样结果进行非线性校正.使用ARM-Cortex-M4为内核的STM32F407作为主控芯片,使用过采样技术并结合电路特性进行非线性校正,将AD采集分辨率由12位提高到16位,采样数据采用最小二乘法拟合后,结果非线性误差为0.2%,符合中子发生器控制台精度要求.

摘要： 中子发生器是一种具有广阔应用前景的可控中子源,工业级中子发生器工作时要求具有高的可靠性及稳定性.文章以中子发生器离子源电源为研究对象,对系统建立可靠性模型,通过对可靠性模型进行分析,发现系统内可靠性较低的单元.利用可靠性中的热设计和降额设计,有效解决了离子源电源系统的发热严重问题,从而提高了系统整体的可靠度及环境适应性.

摘要： 采用单端反激式变换器级联C-W半波倍压整流器的两级升压方式设计中子发生器靶卨压电源。深入研究了其中的一些关键技术:在粑高压电源中实现了软开关,消除了硬开关损耗大、噪声大和频韦低的缺陷;探索了高频高压下优化变压器的设计方法,减小了变压器的损耗和噪声;研究了耙高压电源的数字化控制技术,提高了输出电压的精度和稳定性。

摘要： D-D中子发生器中子产额可调、关机时没有放射性的产生,有更好的安全性能,可代替同位素中子源,在中子应用技术方面有广泛的应用价值.兰州大学正在研制1台用于中子活化分析的紧凑型D-D中子发生器.该中子发生器采用双等离子源为其提供氘离子,并采用自注入靶结构,靶上由于离子轰击产生的二次电子用磁场来抑制.目前,样机已经搭建完成并正在对其进行相关的测试,结果表明,氘束能量140keV,高压负载电流为3mA的条件下,中子产额达到2.42×108n/s,并可在中子产额大于1×108n/s下连续稳定运行,高压打火的问题在测试过程中出现的频次较少,中子发生器的运行稳定性较好.

摘要： 中子发生器在中子学参数测量、材料分析、爆炸物检测、国土安全、中子照相等方面有着广泛的应用.本文基于全永磁微波离子源和钛自成靶技术研制了1台小型D-D中子发生器,其设计中子产额为3×108n/s.该D-D中子发生器采用全永磁微波离子源产生氘离子,束流强度为1～8mA.氘离子束能量设计为110～120keV,轰击到0.5mm厚的钛自成靶上,与之前沉积的氘发生反应而产生中子.采用了侧向馈入高压和冷却水的方式,从而可以在0°方向利用中子,具有较高的中子通量.该D-D中子发生器已经进行了200h以上的测试.目前,在离子能量为120keV、束流强度为2.2mA时,中子产额测试结果达到最高,约为1.6×108n/s.在离子能量为75keV、束流强度为6.8mA时,中子产额测试结果为1.3×108n/s,且继续提高离子能量后中子产额不再继续增加.这可能是由于在这样的条件下靶上热量未能被及时带走,从而导致靶上温度升高,自成靶中氘离子浓度降低.为了提高靶的散热效果,拟将钛自成靶由0.5mm厚的钛板改为在0.5mm厚铜板上镀50μm厚钛膜.目前正在进行靶散热条件改进后的测试,然后应用于一台煤质在线分析仪中.

摘要： 介绍了用于强流DD/DT中子发生器的400kV80mA高压电源和12kW隔离供电系统.高压电源在无载测试时,电压测量值为400kV.隔离供电系统能耐400kV高压,电压传输效率为98.1％.

摘要： 对于放射源的管控导致利用放射源的仪表使用限制越来越大,利用中子管及中子发生器将是替代放射源作为核检测仪表的主要方法之一.相比放射源,中子发生器既可产生14MeV的连续中子,又可以产生脉冲中子,产额达6×108n/s甚至更高,而且可以通过数字远程控制的方式实现受控中子源的工作方式,维护、更换十分方便.提出了一种利用中子当量仪监测以及标定中子发生器的中子产额的方法,帮助中子发生器实现闭环操作,从而保证中子发生器使用的稳定性.

摘要： 本文以第三代自动测试技术PXI总线为系统架构,采用虚拟仪器技术设计完成中子发生器性能检测半实物测试系统.通过实时数据采集系统,检测和记录直流供电电压、靶压、中子产额、测试时间等参数,并将测试数据以数字或曲线的方式予以直观显示,结合专家系统对测试数据比对评估,实现了对中子管性能的自动检测与评估,不仅为其使用、质量检测及维护提供了可靠的测试手段,同时也为测试人员的培训提供了有力保障.

摘要： 对中子发生器的基本原理作了较详细的介绍,对中子发生器的国内外研究、发展现状及其在隐藏爆炸物及毒品检测、核材料识别等安全监测领域中的监测方法与应用进行了详细介绍,并指出了未来的发展方向。

摘要： 在利用中子发生器做中子源进行物质的元素含量分析时，在检测样品、多道能谱分析器、测试时间相同的条件 下，选择两种不同规格BGO探测器进行测量比较，南于探测器规格的不同，分辨率和探测效率也有所不同，检测结果 也各不相同。以检测煤样为例，使用Ф76×76 mm的BGO探测器检测到的相同元素特征峰γ计数明显多于Ф50×50 mm BGO探测器检测到的γ计数。测试过程中保证γ射线平均计数率相同时，使用直径大的探测器，可适当降低 中子发生器的使用条件，从而，延长了中子发生器的使用寿命。

摘要： 本工作将蒙特拉罗方法用于小型D-T中子发生器慢化体的模拟研究，利用MCNP程序进行计算，比较各种慢化结构和材料的组合，并采用球形慢化空腔加锥形引出口的慢化结构，从而得到通量大而且通量均匀的热中子束流。

摘要： 随着人们环保意识的加强及各种管理制度的强化和完善，利用小型密封中子发生器替代同位素放射源在石油勘探开发中进行地层评价测井已成为放射性测井技术发展的一种趋势。介绍了放射性测井在石油勘探开发地层评价中的作用与现状；指出了小型密封中子发生器应用中存在的问题并提出今后开展小型密封中子发生器在地层评价中应用研究的思路以及应重点开展的研究工作。

摘要： 在中子发生器上,利用不同能量的D+离子束对氘钛靶进行连续辐照,利用慢正电子湮没技术和扫描电镜对束流辐照前后的氘钛靶的微观性能进行表征,结果表明,D+离子束对氘钛靶微观缺陷产生了影响,随离子束能量增大,微观缺陷的改变程度增加；D+离子束对氘钛靶微观形貌产生不同程度的烧熔,随离子束能量增大,氘钛靶微观形貌的烧熔程度增加,表面几何不均匀性导致氘钛靶表面出现选择性烧熔.基于离子与固体相互作用的理论,数值模拟D+离子束致氘钛靶的微观缺陷变化规律和D+离子束在氘钛靶能量损失规律,微观缺陷变化规律与实验测量在变化趋势上相一致,能量损失规律与实验观测结果相吻合.

摘要： 根据本发明的实施例，吸入器的特征在于包括：流道，在圆形外壳的内部以环形形成；流入部，被设置在外壳的一侧并引导流体流向流道；排出部，被设置在外壳的另一侧并引导流入所述流入部且经过流道的流体排出；活塞，被配置在流道上而沿流道旋转并对通过流入部所流入的流体进行压缩；以及开闭部，被设置在流入部与排出部之间的流道上，开闭部包括多个开闭部件及被设置在所述多个开闭部件与流道之间且分别支撑所述多个开闭部件的弹性部件，并借助活塞所施加的压力来开闭所述流道，其中，当解除由活塞所施加的压力时，所述多个开闭部件借助流体沿关闭所述流道的方向对所述多个开闭部件的外周面所施加的压力和所述弹性部件的弹性力来关闭所述流道。

摘要： 中子发生器包括设置在包含可电离气体的增压环境中的离子源。离子源包括碳纳米管束从中伸出的基板。纳米管的末端与栅极隔开。离子源供电电路在离子源的基板和栅极之间施加正电压，从而使可电离气体电离并通过栅极发射离子。离子加速器部分设置在离子源和靶之间。离子加速器部分使通过栅极的离子朝向靶加速，使得离子与靶的碰撞导致靶产生并发射中子。离子源、加速器部分和靶装在密封管中，并优选碳纳米管束具有至少106个/cm2高度有序的沿基本平行于密封管中轴方向延伸的碳纳米管。该中子发生器提供原子/分子的比例比现有技术高得多的气体电离，这可实现小尺寸的紧凑设计以适用于在空间有限的井下环境使用的测井工具。

摘要： 本发明公开了一种基于紧凑型D‑D中子发生器的植物种子中子辐照剂量分配装置，该装置包括侧反射体和若干种子放置层板，所述侧反射体为一端开口的框架结构，所述种子放置层板卡接于侧反射体内，相邻两个种子放置层板和侧反射体之间的区域构成中子辐照区。中子辐照区可一次容纳数量较多的种子，且种子放置层板在竖直方向均匀地上下分布，所放置种子的中子吸收剂量呈一个均匀的梯度出现，对放置种子的每一个位置都进行编号后，可以通过蒙特卡洛模拟技术得出每一个种子所吸收的中子剂量，扩大了紧凑型D‑D中子发生器在中子辐射生物研究和辐照诱变育种中的应用范围，同时可以为中子辐射生物研究和辐照诱变育种提供依据。

摘要： 本发明公开了一种中子发生器中子产额控制系统及方法，倍压短节内设置有电阻，倍压短节靶压输出端接地和中子管靶压端，倍压短节靶压输出端连接发生器高压控制电路输入端；阳极高压模块高压输出端连接中子管阳极端，阳极高压模块的负极端接入离子源电路的阳极电流Ia采集端；离子源电路的灯丝电路连接中子管灯丝端；发生器高压控制电路内设置有控制芯片，发生器高压控制电路DA输出端连接线性电源模块控制输入端，线性电源模块输出端升压变压器中心抽头输入端，高压驱动电路PWM波输出端分别连接升压变压器输入端；升压变压器输出端连接倍压电路输入端。能够控制中子发生器保持高稳定性的中子产额输出。

摘要： 本发明属于标记中子束无损检测技术领域，具体涉及一种用于标记中子束无损检测的移动式D‑T中子发生器，包括通过加速管(6)连接的高频离子源系统(5)和真空系统及测量单元(7)，设置在真空系统及测量单元(7)上的关联束靶系统(8)，由高频离子源系统(5)产生并引出的D+离子束通过加速管(6)加速后轰击关联束靶系统(8)中的氚靶(68)，通过D‑T反应产生14MeV的中子，关联束靶系统(8)同时对中子的产生时间和位置的测量，实现对中子的出射时间和方向的标定；还包括控制高频离子源系统(5)和加速管(6)的控制系统。本发明是可适用于关联束中子照相应用的便携式D‑T中子发生器。

摘要： 本发明公开了一种基于氘氘中子发生器的热中子分析探雷装置。该装置包括低能中子吸收体、铅屏蔽体、伽马探测器、源强监测探测器、中子反射体、中子发生器和中子慢化体。低能中子吸收体、铅屏蔽体和伽马探测器依次按照从外到内的顺序进行包裹，共同构成一个下端靠近且上端远离中子发生器的探测单元；中子发生器位于装置的中心，中子反射体包裹在中子发生器的侧面，中子慢化体紧贴在中子发生器的正下方，四个探测单元均匀且对称地分布在中子发生器的侧面的四个方向；源强监测探测器从顶上嵌入到反射体的内部。该装置采用氘氘中子发生器作为中子源，采用LaBr3（Ce）探测器作为伽马探测器，通过氮元素含量异常检测可实现对地雷目标的快速探测和准确识别。

摘要： 本发明公开了一种高通量氘‑氚中子发生器中子平均能量的确定方法，利用59Co(n,2n)58Co与59Co(n,p)59Fe截面比确定在高通量、长时间辐照情况下的平均能量计算公式；采用D‑T源辐照4组样品实验，每组样品均由两片Nb，一片Zr和一片Co组成，并用伽马谱仪测量伽马能谱；对所述实验室测得的伽马能谱数据进行处理，获得相应特征伽马射线的全能峰计数；对伽马能谱进行解谱处理，获得真实的全能峰计数；将相应数据代入步骤一中平均中子能量计算公式，验证方法的可靠性。本发明的有益效果是能够测量较为极端下的中子能量，并且测量结果精确。

摘要： 本发明涉及一种基于可控中子源的中子发生器束流控制系统及控制方法，以解决中子发生器中中子束流测量难度大，不易进行控制调节的技术问题。该系统包括单片机和数模转换器；单片机上设置有PID控制算法，并接收目标靶流值信号；单片机与中子发生器的中子管连接；单片机的输出与数模转换器的输入连接，数模转换器的输出与中子发生器的热丝电源模块的输入连接。该方法包括：1、采集中子管的实际靶流值；2、根据实际靶流值和目标靶流值，通过PID控制算法，计算热丝电源模块实际输出电流的数字量；3、热丝电源模块实际输出电流的数字量经过数模转换器，转换成模拟量后输出给热丝电源模块，直至实际靶流值和目标靶流值相同。

摘要： 本发明涉及中子发生器，具体涉及一种模拟中子发生器及制备方法、可控中子源故障检测方法。本发明的目的是解决现有可控中子源仪器用中子发生器存在中子管在无屏蔽的环境下试验时靶压不能超过20KV，远低于实际工况下的靶压，导致部分电参数不能全面检测，可控中子源仪器一旦出现故障，在没有相关中子屏蔽防护的状态下可能会误出中子射线，导致不能立刻全面检测仪器，只能返厂维修，致使维修周期过长的技术问题，提供一种模拟中子发生器及制备方法、可控中子源故障检测方法。该模拟中子发生器能加高压，能电离但不会出射中子射线，使用该装置后，可以测试高压电路及电离电路，对全面分析仪器参数起到了促进作用，确保了试验的安全性。

摘要： 本发明公开了一种基于紧凑型D‑D中子发生器的植物种子中子辐照剂量分配装置，该装置包括侧反射体和若干种子放置层板，所述侧反射体为一端开口的框架结构，所述种子放置层板卡接于侧反射体内，相邻两个种子放置层板和侧反射体之间的区域构成中子辐照区。中子辐照区可一次容纳数量较多的种子，且种子放置层板在竖直方向均匀地上下分布，所放置种子的中子吸收剂量呈一个均匀的梯度出现，对放置种子的每一个位置都进行编号后，可以通过蒙特卡洛模拟技术得出每一个种子所吸收的中子剂量，扩大了紧凑型D‑D中子发生器在中子辐射生物研究和辐照诱变育种中的应用范围，同时可以为中子辐射生物研究和辐照诱变育种提供依据。