一、Evaluation of Prompt and Delayed Neutron Yields for ~(239)Pu from 10~(-5) eV to 20 MeV（论文文献综述）
赵泽龙[1]（2021）在《加速器驱动的次临界系统质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统开发》文中研究说明分离-嬗变策略可有效降低反应堆核废料的放射性危害,显着减小地质埋藏高放废物时的存储体积及处置时间,是乏燃料后处理的有力方案,而加速器驱动的次临界系统（ADS）是目前国际公认最有效的核废料嬗变处理装置。ADS系统以高能质子束轰击重金属散裂靶产生的散裂中子驱动并维持次临界堆的运行,可有效嬗变核废料中的次锕系核素和长寿命裂变产物核素。靶区及次临界堆芯物理计算是ADS靶堆参数设计及方案分析的基础,本文开发了自主的ADS质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统,可作为靶堆物理计算分析的有效工具。论文工作中,首先完成了基于散裂反应程序和Open MC的靶堆耦合计算方法研究,并将采用NJOY2016程序制作的混合高能中子截面库IMPC-ADS应用于靶堆耦合计算中。首先基于ICSBEP临界基准题、Godiva球以及Ci ADS次临界堆芯模型完成了高能库的初步验证,然后采用OECD-ADS靶堆模型验证了上述靶堆耦合计算方法的可行性。其次,为满足靶堆耦合计算中的燃耗分析需求,首先自主开发了点燃耗计算程序IMPC-Depletion1.0。该程序采用TTA线性子链法和切比雪夫有理近似CRAM方法求解燃耗方程,支持衰变、定通量及定功率三种计算模式,与其它程序的参考计算结果基本一致。而后基于开发的点燃耗计算程序,采用Python3.6开发了输运-燃耗计算程序系统IMPC-Burnup2.0用于ADS燃耗计算。程序运行时由Python脚本将散裂反应程序记录的靶区散裂中子信息转为HDF5文件格式并提供给堆芯中子输运蒙卡程序Open MC完成燃耗步内相关物理量的统计,再调用IMPC-Depletion1.0点燃耗求解器计算燃耗栅元内的核素含量变化,在燃耗算法方面嵌入了BOS起步近似算法及PC预估修正算法。为了验证输运-燃耗计算程序系统,首先基于MOX栅元、VVER-1000 LEU组件以及OECD快堆燃耗基准题,完成了IMPC-Burnup2.0在栅元、组件及堆芯尺度下的燃耗计算验证,与其它机构计算结果对比良好。然后采用IAEA-ADS基准题和OECD/NEA MA燃耗基准题完成了ADS次临界堆的燃耗计算验证,keff变化曲线、核素含量等计算结果在其他机构参考值范围内,表明该程序可用于ADS燃耗分析计算。最后,为了进一步完善程序的质子中子耦合输运计算功能,采用INCL++5.1核内级联模型和ABLA蒸发退激模型,以及开源蒙卡程序Open MC,基于C++完成了质子中子内耦合输运程序IMPC-MC1.0的开发工作。该程序可完成质子散裂反应计算、中高能中子输运和其它次级粒子的全部输运过程。基于BNL-AGS实验,不同靶区材料的散裂反应计算以及JAEA 800MW铅铋冷却ADS靶堆模型完成了程序的可靠性验证。
何铁,肖军,安力,阳剑,郑普[2]（2018）在《基于裂变γ标识技术的瞬发裂变中子谱测量新方法》文中研究说明瞬发裂变中子谱（prompt fission neutron spectrum, PFNS）是用于核实验诊断过程中十分重要的参数数据,传统的测量主锕系核素（U, Pu） PFNS的技术手段是采用裂变室,利用裂变碎片标识裂变中子,通过中子飞行时间技术获得裂变中子谱.目前出现了一种新的用于PFNS测量的技术,其原理是基于如下的物理事实:在一次裂变过程中,释放中子的同时伴随着释放7—8个γ射线光子,而非弹性散射效应产生的γ射线光子只有1—2个.据此,可以通过裂变γ射线的多重性将裂变中子和其他杂散中子甄选出来,达到测量PFNS的目的.本文建立了基于裂变γ标识技术的PFNS测量实验系统.利用该系统对252Cf中子源的PFNS进行了实验测量,测量结果与传统的裂变碎片标识法及ENDF/B-VII数据库的标准谱进行了比较,对新方法的裂变标识率以及实验不确定度也一并进行了分析.
冀锐敏[3]（2018）在《FLiBe熔盐堆中光激中子的影响研究》文中进行了进一步梳理缓发中子是反应堆得以控制的关键。通常来说,反应堆中的缓发中子就是裂变产物在衰变过程中所产生的中子,即裂变缓发中子。反应堆中裂变缓发中子绝对份额是由燃料类型所决定的,其有效份额则是由反应堆结构、材料、几何尺寸等共同决定。对于含有氘或者铍的反应堆而言,除上述裂变缓发中子外,裂变产物衰变过程中所释放的高能光子和D或者Be通过（γ,n）反应而产生的中子,即光激缓发中子,也是缓发中子的一部分,同样具有特别重要的意义。由于光激缓发中子的半衰期更长,含有光激缓发中子的反应堆动态惰性可能大很多,甚至光激缓发中子成为影响某些反应堆动态特性的主要因素。近年来,中国科学院上海应用物理研究所着眼于发展第四代先进核能系统,发起并主导了“钍基核能熔盐堆核能系统”先导专项,简称TMSR项目。该项目的近期目标为建造2 MWt钍基液态熔盐堆（简称TMSR-LF1）和10 MWt钍基固态熔盐堆（简称TMSR-SF1）。熔盐堆是近几年国际上重点研究的四代堆型候选之一,其在钍铀燃料循环、经济性、安全性、可持续性、小型化、防核扩散等多方面有显着的优点。依据燃料形态的不同,熔盐堆分为两种,液态燃料熔盐堆和固态燃料熔盐堆。氟锂铍熔盐（LiF-BeF2）因具有良好的中子物理性能而被诸多熔盐堆设计中广泛使用,如TMSR项目中的TMSR-SF1和TMSR-LF1。由于堆芯中含有大量的铍,考虑到缓发中子的特殊性,针对两种反应堆设计开展熔盐堆中光激中子的研究,分析其对于瞬态特性及其物理启动相关基本实验中的作用,对于确保熔盐堆的安全运行是很有必要的,在熔盐堆的工程实际应用中具有很重要的现实意义。本文首先回顾了熔盐堆的发展历程和现状,介绍了其他实验堆中光激中子相关的研究结果。由于各实验堆的堆芯构造差异较大,在光激缓发中子有效份额这一关键参数的计算过程中采用了不同的近似,光激中子产额有所不同,其作用和影响有一定差异。为充分考虑熔盐堆中光激中子这一特殊项,传统的、完全不考虑裂变过程中光子产生与消亡的中子物理计算模型不再适用,而需要使用中子和光子相互耦合的物理计算模型。本工作参考中子输运方程的建立过程,根据粒子守恒的基本原理,详细推导了更具普适性的中子-光子耦合输运方程,详细介绍了本工作中所使用的程序及版本信息以及数据库。随后,基于微扰理论和中子-光子耦合输运方程,详细推导了更具普适性的中子-光子耦合点堆方程,并给出了各点堆动力学参数的物理定义,并结合当前的反应堆计算软件,介绍了常用的点堆动力学参数求解的方法和各计算法方法所采用的近似。基于中子-光子耦合点堆方程,详细推导了反应堆周期、倒时方程等反应堆实验和控制中的关键基础关系式。本工作中,点堆动力学方程计算相关的部分采用程序MATLAB编程,主要基于MATLAB自带的库函数完成刚性较强的点堆动力学方程的求解。基于上述理论基础,以TMSR项目中的TMSR-SF1的简化模型,开展了点堆动力学参数的计算,重点使用两种不同的方法完成了光激缓发中子的有效份额计算,分析了光激中子对不同的瞬态过程的影响分析,包括临界判断、次临界判断、正反应性引入、负反应性引入,最后完成了光激缓发中子对反应性测量的影响分析,包括两种常用方法,周期法和逆动态方法。最后,基于TMSR-LF1的初期选型方案之一,重点研究了不同功率运行历史后,反应堆中内中子源强度的变化。由于液态燃料为大量的氟锂铍盐和锕系元素的混合,因此与传统的固态燃料反应堆不一样,液态燃料熔盐堆内（α,n）中子源和（γ,n）中子源均需要加以考虑。基于中子源强度,开展了功率运行之后进行无外源再启动的分析,结合燃料盐的流动效应,完成了光激中子和中子源对周期、反应性测量的影响分析。结果表明,对固态熔盐堆而言,当光激缓发中子先驱核达到饱和之后,在使用逆动态法测量反应性时,需要考虑光激缓发中子,否则反应性仪将给出误差较大的测量结果,甚至于错误的测量结果;在测量反应堆的周期时,光激缓发中子的存在会导致等待时间的增加,特别是所需测量的周期为长周期时。对于液体熔盐堆而言,经过较长时间的高功率运行之后,停堆后的一段时间内可以完成无外源再起堆;燃料盐的流动效应导致光激缓发中子有效份额的降低强于裂变缓发中子有效份额的降低;在周期测量时,中子源引起的等待时间增加更为明显,远超过光激缓发中子的作用。因此在实际实验中,应考虑消除中子源本底的方法。
罗飞[4]（2018）在《ADS靶堆耦合系统关键材料D-T中子积分实验研究》文中研究说明加速器驱动次临界系统（ADS）具有固有安全性、强大的嬗变能力、好的中子经济性,在嬗变核废料的同时,还能够输出能量,提高核燃料有效利用率,是安全处置乏燃料的最佳技术途径。中科院近代物理研究所新提出的基于颗粒流的ADS新型靶堆系统,中子学研究具有重要意义。ADS新型靶堆系统的中子学设计要求精确、可靠的中子学参数,目前这些中子学关键数据十分缺少,所以需要专门开展系统的中子学研究。本论文基于中国原子能科学研究院核数据国家重点实验室中子积分实验平台,开展了 ADS靶堆耦合系统中碳化硅、石墨、铀、聚乙烯等关键材料的中子学宏观检验基准实验。为了模拟中子与靶堆耦合系统内多层材料之间的相互作用过程,实验还测量了“钨-铀-石墨-聚乙烯”和“铀-石墨-聚乙烯”两种集成组合系统的泄露中子能谱。利用蒙特卡罗方法粒子输运程序MCNP对积分实验过程进行了模拟,对国际上主要的中子评价数据库CENDL-3.1、ENDF/B-Ⅶ.1、JENDL-4.0、JEFF-3.2、FENDL-3.0 以及 TENDL-2015 等进行了宏观检验,首次对中国CENDL-3.1评价数据库进行了宏观检验。论文工作首次利用飞行时间法分别测量了厚度为20cm的SiC样品在60°和120°方向以及2cm的SiC样品在60°方向的泄露中子能谱。对于20cm的SiC样品在60°方向的泄露中子能谱,在8 MeV以上,CENDL-3.1、JENDL-4.0、FENDL-3.0以及TENDL-2015的计算结果与实验结果符合得很好,在8 MeV以下,JEFF-3.2的计算结果与实验结果符合得很好。对于20cm的SiC样品在120°方向的泄露中子能谱,FENDL-3.0的计算结果与实验结果在整个1-15 MeV能量区间能够很好地符合。对于2cm的SiC样品,JENDL-4.0、CENDL-3.1以及FENDL-3.0的计算结果与实验结果在整个1-16 MeV能量区间能够很好地符合。石墨样品的尺寸和测量角度与碳化硅样品完全相同。对于石墨样品,CENDL-3.1、JENDL-4.0、FENDL-3.0 以及 TENDL-2015 的计算结果与实验结果能在整个1-15 MeV能量区间很好地符合。但在5-7 MeV能量区间,2cm石墨样品的计算结果与实验结果出现了较大地的偏差。FENDL-3.0数据库和TENDL-2015数据库中石墨的数据完全一样。实验分别测量了厚度为2cm和5cm的铀样品在60°方向的泄露中子能谱,对于2cm的铀样品,在10 MeV以上,TENDL-2015的计算结果与实验结果符合得很好,在 1 MeV 以下,ENDF/B-Ⅶ.1、JENDL-4.0 以及 FENDL-3.0 的计算结果与实验结果符合得很好。对于5cm的铀样品,JENDL-4.0的计算结果与实验结果能在1-16 MeV能量区间很好地符合。FENDL-3.0数据库和ENDF/B-Ⅶ.1数据库中铀的数据完全相同。首次测量了集成组合系统多层样品在60°方向的泄露中子能谱。对于集成组合系统“钨-铀-石墨-聚乙烯”和“铀-石墨-聚乙烯”,多层样品按照“铀,钨+铀,钨+铀+石墨,钨+铀+石墨+聚乙烯”以及“铀,铀+石墨,铀+石墨+聚乙烯”逐层叠加的方式建立集成组合系统。随着测量样品逐层叠加,计算值与实验值的偏差逐渐减小,比较“钨+铀+石墨”样品与“钨+铀+石墨+聚乙烯”样品的结果可知,在聚乙烯样品加入后,计算值与实验值的比值（C/E）已经接近于1。从中子能谱上还可以清楚地观察到中子与多层样品相互作用后次级中子被慢化和反射到低能区的过程。本论文完成了 ADS靶堆耦合系统关键材料的宏观基准检验,并给出了相应的结论和数据库选择推荐,为靶堆耦合系统设计的专用关键数据库提供了重要基础核数据。
朱志甫[5]（2018）在《GaN基中子探测器的制备与性能研究》文中认为中子不带电,它与原子核相互作用时不受库仑势力的阻挡。先进的中子探测技术是开展精密中子物理实验的基础,在核反应堆、新能源技术、核武器研究和设计等领域发挥着重要作用。然而,中子探测器在中子探测技术中是最前端器件且最为关键部件之一。目前,基于核反应法制备的第一代6Li夹心半导体硅中子探测器具有功耗低、线性响应范围宽、响应时间快、n/γ分辨率好、体积小、工作电压低等优点被广泛采用,在许多应用领域替代3He正比计数管、BF3正比计数管和闪烁体探测器。但是,在中子测井、油气勘探、地下探矿、核电站放射性检测等领域,中子探测器面临高温或强辐射的恶劣工作环境。这些应用领域都对半导体中子探测器提出了新的性能要求。由于第三代宽禁带氮化镓材料具有禁带宽度大、位阈能大、高击穿电场、高电子饱和速率、高热导率、高击穿电场和良好的化学稳定性等优异特性,基于GaN基的中子探测器具有耐辐照、耐高温、线性响应范围宽、响应时间快、n/γ分辨率好、体积小、工作电压低等优点,非常适合作为新一代半导体中子探测器,具有很好的应用前景。本文根据中子与GaN的相互作用和探测机理,围绕GaN器件的制备工艺和中子转换层的性质及特点,设计并制备了 GaN基中子探测器,并对其性能和相关物理机制进行了系统研究。本文主要研究内容和结果如下:（1）利用SRIM及MCNP软件模拟仿真了 alpha粒子在GaN材料中的射程、电荷输运特性、器件结构对电荷收集效率的影响,建立了 alpha粒子探测器的仿真模型;仿真了不同厚度的6LiF转换层对中子转换效率的影响。根据理论仿真分析结果,设计了探测器的器件结构。利用MOCVD法在蓝宝石衬底上外延生长了 GaN基pin结构,讨论了 n和p型GaN的欧姆接触及肖特基接触,分析了界面态对欧姆接触及肖特基接触的影响;并且根据讨论结果,制备了 pin结构alpha粒子探测器。根据制备的pin探测器,测试了探测器的电学性能,包括I-V、C-V;利用241Am源,测试了器件在不同电压不同面积下的电荷收集效率,alpha能谱。测试结果表明,由于GaN存在着很强的极化效应,在偏压为0V时,探测器的漏电流最小,能谱分辨率最好。（2）GaN作为第三代宽禁带直隙半导体材料,应用在核辐射探测方面的主要优势是耐高温和耐辐照。本文开展了 GaN基pin探测器的高温测试,测试温度范围从290 K到475 K。测试结果表明,当温度升高到475 K时,探测器的FWHM变化很小。由此说明,GaN基核辐射探测器能够工作在475 K以上的环境中。本文还开展了高能10 MeV电子辐照对GaN基pin alpha粒子探测器性能影响的实验研究。采用不同注入剂量的电子,对探测器的电学性能、alpha粒子能谱等特性进行了详细的测试和分析。研究结果表明,当注入剂量大于100KGy时,器件的性能开始退化,电荷收集效率也开始变差。（3）基于核反应法探测中子的原理,针对中子转换层的关键材料6LiF,模拟仿真了不同厚度对中子转换效率的影响;结合目前转换层的薄膜制备方法的难点,重点开展了热蒸发和溶胶法制备6LiF薄膜工艺的研究,从表面形貌、晶体质量和薄膜生长速率方面,探讨了不同工艺条件下的制备方法。研究结果表明,该法工艺简单,制备的薄膜性能较好。结合制备的6LiF中子转换层,利用241Am-Be快中子中子源开展了 GaN基pin中子探测器的快中子的测量实验研究,利用高密度聚乙烯将快中子转换为热中子,采用脉冲计数,实现了中子探测。实验结果表明,当6LiF的厚度为16.9μm,聚乙烯厚度为7mm,反向偏压为-10V时,探测器的中子探测效率为1.7%。通过对GaN基中子探测器的理论分析、模拟仿真、器件结构设计、外延生长及表征、alpha粒子探测性能、耐高温和耐辐照性能测试、6LiF制备及快中子探测性能等关键问题进行了有针对性的研究。扩展了 GaN基核辐射探测器的应用领域,在国际上首次成功的制备了基于6LiF的GaN基中子探测器。基于以上研究工作,证明了 GaN材料作为核辐射探测器具有耐高温和耐辐照优势,可以开展GaN基核辐射探测器在工业中的应用。
李斌[6]（2016）在《加速器驱动次临界系统堆顶辐射特征研究》文中进行了进一步梳理加速器驱动次临界系统（ADS）因其对高放射性核废料的嬗变能力及其固有安全性,被国际原子能机构称为“下一代先进核能系统”,吸引了国际上众多单位的关注和研究。辐射屏蔽是保障核能安全的重要屏障,是ADS装置研究的关键内容之一。由于ADS装置耦合了加速器、散裂靶、次临界堆三大系统,其束流管道直接伸入堆芯辐射最强的区域,在辐射屏蔽方面与一般的核能系统有很大不同,如：顶盖以上空间的辐射除了受到堆内粒子贯穿顶盖的影响,还有束流管道粒子泄漏及加速器运行时束流损失的贡献,此外ADS系统中粒子种类也较多,包括带电粒子、高能散裂中子、裂变中子、其他次级粒子等,现有的屏蔽计算方法和工具难以适用。本文利用核设计与安全评价软件系统SuperMC等程序,针对ADS堆顶辐射特征的关键问题开展研究,主要工作及创新性如下：（1）ADS器靶堆耦合源项计算方法研究：现有的直接模拟法难以满足工程设计对计算效率的要求,而一般分步输运模拟法对散裂中子源进行了近似处理,难以保证后续计算的准确性。在详细分析散裂靶内粒子级联反应过程特征的基础上,首次提出了一种基于“族谱”关系进行散裂源中子识别与筛选的器靶堆耦合源项计算方法。该识别与筛选原则,充分考虑了散裂中子的所有子父代关系,有效剔除了关系链上的重复中子,提高器靶堆耦合源项计算的准确性。通过散裂靶例题测试,结果表明该方法在保证精度的前提下提高了计算的效率。（2）ADS堆顶辐射屏蔽研究：基于250MeV质子驱动的10MW次临界反应堆的设计,研究ADS堆顶辐射特征,分析堆内粒子通过顶盖贯穿、质子管泄漏及加速器束流损失三种源项对堆顶辐射场的贡献。分析发现,在ADS堆顶屏蔽设计中,由加速器束流损失造成的次级辐射场是不可忽略的。基于上述堆顶辐射特征,提出了一个初步能够满足运行工况下要求的质子管局部屏蔽方案。（3）针对未来ADS示范堆,研究高能入射质子对ADS堆顶辐射特征的影响：首先根据散裂中子产额随入射质子能量变化情况,确定出单位能量的产额缓慢变化（即拐点）处的能量。随后,在给定次临界度和堆芯功率情况下,评估该能量下的的质子入射下,粒子通过堆顶贯穿、质子管泄漏及束流损失对堆顶辐射场的影响。结果发现,堆顶中子通量和剂量水平增幅不大,而且堆顶大绝大部分区域的剂量主要是由束流损失产生的次级辐射贡献的。
张苏雅拉吐[7]（2015）在《ADS散裂靶相关核数据测量装置的建立及钨评价中子核数据的基准检验》文中进行了进一步梳理核数据是核科学与工程应用的基础数据。加速器驱动次临界系统（ADS）散裂靶相关核数据主要包括质子、中子及轻带电粒子与散裂靶装置相关材料的反应总截面、出射中子及轻带电粒子的产额、能谱和角分布、反应产物质量和电荷分布等。散裂靶装置作为ADS系统的重要组成部分,研究与其相关的核数据具有重要的意义。ADS散裂靶相关核数据需求精度高、核素种类多、能量范围宽,不可能全能量范围内进行散裂反应实验测量。然而,可靠的理论计算在核数据评价工作中起着非常重要的作用。国际上很多实验室开展了散裂反应相关实验测量工作,为改进理论模型提供了宝贵的实验数据。本工作中,通过比较现有实验数据和散裂反应理论模型计算结果,发现不同理论模型计算结果之间,以及与实验数据之间仍存在着很大的分歧。需要更多的实验测量来检验、改进和完善散裂反应相关理论模型。本论文基于我国大科学实验装置兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）,设计和搭建了ADS散裂靶相关核数据实验测量装置,并且完成了首轮束流实验。该装置主要包括高真空金属薄膜束窗、远程控制换靶系统、探测器系统（束流监测探测器、中子飞行时间谱仪、轻带电粒子谱仪及伽玛探测器等）及电子学与数据获取系统。利用HIRFL-CSR提供的400 Me V/u的16O束流开展了ADS散裂靶关键材料Pb、W靶的实验,进行出射中子、伽玛及轻带电粒子测量。通过对实验数据细致地处理和分析,得到了中子及轻带电粒子的能谱、产额及角分布等相关物理量。利用GEANT4蒙特卡罗模拟程序及QMD理论模型进行理论计算,与实验数据进行了比较,符合良好。结果表明,该实验装置正常运行,实验方案准确可靠,在国内首次实现了加速器驱动的几Me V至几百Me V宽能量范围的白光中子能谱测量。钨具有高熔点（3410?C）、高热导率及良好的中子学性能等优点,被认为聚变混合堆、散裂中子源及ADS系统等核装置设计的关键材料。本论文开展了利用14.8 Me V中子基准检验ADS散裂靶关键材料钨的评价中子核数据的研究方法。实验上采用飞行时间法利用BC501A液体闪烁体中子探测器,测量了氘氚（D-T）聚变反应产生的14.8 Me V中子与钨相互作用后60?和120?方向的泄漏中子谱。利用MCNP程序输入国际各家中子评价核数据库的数据,模拟得到了相同实验条件下的泄漏中子谱。通过比较实验与模拟结果,检验了各个评价数据库的钨相关核数据的准确性。结果表明,ADS-2.0和ENDF/B-VII.1能够很好的再现实验数据,而ENDF/B-VII.0,JENDL-4.0和CENDL-3.1库模拟的结果与实验结果有一定的差别,尤其是8.5-13.5 Me V中子能区。该研究工作证明了D-T中子源积分实验系统工作正常,实验数据分析方法正确可靠。为ADS散裂靶设计提供了宝贵的钨中子评价核数据。
吴健[8]（2014）在《基于4H-SiC的中子探测技术研究》文中认为随着精密物理实验的开展,对用于中国快中子脉冲堆（CFBR-Ⅱ）辐射场测量的中子探测技术提出了更高的要求。其中,狭小空间内中子场参数测量、中子能谱精确测量等方面的需求尤为迫切。面对这些迫切的需求,目前CFBR-Ⅱ堆上常用中子探测技术表现出各自的局限性：塑料闪烁体探测器探头部分体积大,含氢元素多,对反应性干扰大、气体电离室体积大,响应慢、硅探测器不耐辐照等,均无法满足上述任务需求。因此,亟需研发新型中子探测技术以满足上述精密物理实验的需求。碳化硅（Silicon carbide, SiC）材料是近年来发展起来的一种宽禁带化合物半导体材料,具有位移阈能大、禁带宽度宽、饱和电子漂移速度高等优异性能,因此基于SiC的中子探测器具有体积小、抗辐照、耐高温、响应时间快等优点,可应用于强辐照场下的中子测量从而有望满足上述需求。基于4H-SiC的中子探测技术研究近年来在国际上逐渐成为研究热点,而国内在这方面尚处于起步阶段。本论文从探测器物理设计及制备、性能表征到具体中子场应用多个环节系统地研究了基于4H-SiC的中子探测技术,实现了4H-SiC探测器制备,建立了探测器性能分析方法,揭示了其电荷收集率（Charge collection efficiency,CCE）在快中子辐照下的变化规律,掌握了4H-SiC夹心中子能谱仪实验技术并获得其关键性能指标,获得了4H-SiC中子探测器对稳态慢／快中子场探测性能,成功研制了针对CFBR-Ⅱ堆脉冲辐射场狭小空间中子波形测量的4H-SiC电流型探测系统,从而为上述CFBR-Ⅱ堆中子场测量难题提供了解决方案。为研究器件结构参数对4H-SiC探测器性能影响规律,结合半导体器件物理及Monte-Carlo模拟方法,分析了4H-SiC外延层物理参数、器件电极结构对探测器能量分辨率和电荷收集率的影响,在此基础上结合国内目前工艺水平提出合理的设计。采用SiCCVD工艺完成4H-SiC同质外延生长并采用平面工艺实现大面积的4H-SiC肖特基二极管制备。采用热电子发射理论结合IV、CV分析获得所制备器件的势垒高度为1.66eV,理想因子1.07,反向偏压700V时漏电流仅21nA,器件性能达到国际主流水平。针对4H-SiC探测器电荷收集性能研究,建立了4H-SiC探测器电荷收集率测量方法,并采用241Am源研究了4H-SiC探测器对a粒子的电荷收集特性。当外加偏压为0V时4H-SiC探测器对3.5MeV α粒子的CCE=48.7%,150V时即有CCE=99.4%,具有理想的电荷收集特性。同时,利用临界装置产生的快中子场模拟4H-SiC探测器典型使用环境,研究了4H-SiC肖特基二极管经不同中子注量辐照后对241Am源α粒子的CCE变化特性。4H-SiC探测器的CCE随快中子辐照累积注量的增加而降低,当中子累积注量达8.26×1014n/cm2时4H-SiC探测器的CCE最高仍可达88.6%,表现出了极强的抗中子辐照特性。实验分析表明快中子辐照导致4H-SiC探测器外延层产生缺陷并趋于本征,外延层内载流子的迁移率-寿命积逐渐降低,从而导致CCE的下降。当8.26×1014n/cm2快中子辐照后4H-SiC探测器（μτ）e=（1.3±0.2）x10-8cm2/V,（μτ）h:（0.8±0.1）±10-8cm2/V.为研究4H-SiC探测系统对重带电粒子的探测性能,利用226Ra源获得了4H-SiC探测系统对4.8～7.7MeV能量范围内α粒子的能量分辨率在0.61%-0.9%范围内,能量线性度非常好（线性相关系数R=0.99999）,与成熟的Si探测系统指标相当,达到了国际领先水平。对4H-SiC夹心中子能谱仪开展可行性研究,通过理论模拟分析了夹心谱仪中子转换层及探测器结构对谱仪性能的影响规律。同时掌握了厚度精确可控的6LiF中子转换层制备技术,制备了108nm到2.5μm的6LiF中子转换层,制作了4H-SiC夹心中子能谱仪原型,并在CFBR-Ⅱ堆上开展了热中子测量实验,掌握了关键实验技术并获得了谱仪热中子能量分辨率在（163,230）keV之间,首次从实验上证明了4H-SiC夹心中子能谱仪可行性。针对4H-SiC计数型中子探测器效率问题,通过Monte-Carlo方法进行优化设计研究,获得了探测器相关结构对中子探测效率的影响规律,提出了优化的中子转换层、探测器结构,突破了平面型探测器热中子探测效率5%的极限。同时,制备了10B4C中子转换层并结合4H-SiC器件制成热中子探测器,成功实现了对252Cf慢化后中子的测量,探测器零偏压下也可实现中子探测,其探测效率仅比350V偏压时下降20%。采用反冲质子法成功开展了对4.5MV静电加速器产生的1.5-5MeV能区的单能快中子探测,4H-SiC中子探测器的本征探测效率均在0.01%到0.2%范围内,且随入射中子能量增大而增大,实验次级粒子能谱及本征探测效率均与理论计算结果较好吻合。围绕4H-SiC半导体探测器在脉冲辐射测量方面的应用进行系统研究,开展电流型探测系统设计与制作研究,在CFBR-Ⅱ堆产生的快中子脉冲辐射场中开展脉冲中子波形测量实验研究,成功实现了CFBR-Ⅱ堆的快中子脉冲波形测量,所得的脉冲波形参数与现有塑料闪烁体探测系统所得结果相对偏差均小于1%,克服了塑料闪烁体探测系统体积大、含氢元素多的缺点,首次解决了CFBR-Ⅱ堆脉冲辐射场小空间中子波形直接实时测量难题；从实验上评估了其在CFBR-Ⅱ堆脉冲辐射场中的抗辐射性能,探明了4H-SiC外延层厚度、中子转换层、系统负载等因素对波形测量结果的影响规律,为脉冲辐射测量中的抗辐射半导体电流型探测器提供了新的解决方案。通过对4H-SiC探测器物理设计、电荷收集性能、带电粒子探测性能、夹心中子能谱仪性能、计数型中子探测系统设计与性能、电流型中子探测系统设计及性能等关键问题的系统研究,我们发展了基于4H-SiC的中子探测技术,在国际上首次从实验上证明了4H-SiC夹心中子能谱仪的可行性,同时成功解决了CFBR-Ⅱ堆脉冲辐射场小空间中子波形直接实时测量难题,取得国际领先水平。通过上述工作,我们证明了基于4H-SiC的中子探测器具有抗辐照、体积小、能量分辨率高、能量线性度好、n/γ甄别容易等优点,可应用于强辐照场下的中子测量,可解决CFBR-Ⅱ堆狭小空间内中子场参数测量、点中子注量率在线测量和中子能谱精确测量等难题,满足精密物理实验的迫切需求。
王辉东[9]（2012）在《中子活化煤质在线分析及β辐射伏特核电池能量输运研究》文中进行了进一步梳理21世纪随着核科学的发展及相关材料科学、制造工艺的进步，核技术应用在我国得到快速的发展，目前在国防、工业、农业、材料、生命、信息科学、环保和人类健康等方面核技术应用发挥着重要的作用。核技术总体分为两大类：核能利用类和非核能利用类。核能利用主要有核电、核武、核动力、核电池等。非核能利用主要有核分析技术、核成像技术、放射性药物、辐射加工、辐射检查、放射性示踪等。本论文课题方向为核技术应用，具体研究内容有两部分：核分析技术应用于煤质在线分析的课题：中子活化煤质在线分析研究；核电源应用于MEMS能源的课题：β辐射伏特核电池能量输运研究。一、中子活化煤质在线分析研究本论文针对国内燃煤电厂煤质成分实验室分析存在的不足，调研了国内外中子活化煤质在线分析设备，分析其性能、工业化等方面的优、缺点，研制了中子活化煤质在线分析系统。首先，对中子活化煤质在线分析测量系统进行设计：（1）增加了平煤器，减少煤流波动过大对测量稳定性的影响，同时防护煤流过高对系统的损伤；增加水份仪，直接测量煤质水份,解决在煤质工业指标计算过程中由氢元素到水份含量计算时存在的问题。（2）采用大体积BGO探测器，提高探测效率，同时为BGO探测器安装温控系统，减小温度变化对BGO性能的影响，提高系统的稳定性和测量精度。（3）采用了反射式的测量模式，与透射式测量模式相比，能有效消除煤流厚度对测量结果的影响；（4）采用蒙卡模拟方法，设计测量系统的辐射防护单元。本工作的核心是建立了一种新的实验谱库最小二乘法，该方法用于热中子俘获和快中子非弹的煤质在线分析，能有效降低谱库非线性的影响。在这种方法中，首先根据我国各大矿区煤种的元素含量，设置60个能代表全国煤种的煤样，通过这60个煤样的中子活化测量谱，采用最小二乘法建立20套单元素谱库，每套单元素谱库对应一个常见煤种。基于以上的20套单元素谱库，采用最小二乘法分析一个未知煤样，获得该煤样的初始估值。以初始估值为基础，采用谱库创建和样品分析的迭代方法建立一个新单元素谱库，建立该谱库的煤样与分析煤样的元素含量非常接近。因此这种实验谱库最小二乘法能尽可能的降低谱库非线性的影响。建立的实验谱库最小二乘法使用在本论文设计的煤质在线分析测量系统上，系统测量精度达到：灰份、水份、挥发、分热值分别为1.0wt%,0.5wt%,1.0wt%,350KJ/Kg。二、β辐射伏特核电池能量输运研究近年来，国内外对β辐射伏特核电池进行了大量研究，主要集中于换能器件的三维结构和新型半导体材料方面。β辐射伏特核电池的能量输运是电池设计、优化的重要依据之一。本文采用蒙特卡罗模拟程序Geant4，研究了β粒子在辐射伏特核电池中的能量输运,模拟分析主要为五个方面：（1）研究了单能电子在靶材料中的射程。分析得到了射程与能量、靶材料的经验公式。研究结果为设计核电池换能器件敏感区域厚度及核电池防护材料的最低厚度提供指导。（2）研究单能电子在靶材料表面的能量反散射系数与电子能量、入射角和靶材料的关系。结果表明①能量反散射系数随电子能量的增大而缓慢减少，核电池设计中以增大β源能量来减少反散射引起的能量损失是有限的；②能量反散射系数随入射角的增大而增大，入射角在00到250之间，能量反散射系数较小，增速也很慢，因此在核电池源的设计时，可以通过控制β粒子在换能器件表面的入射角尽可能的小，这样使更多的能量进入换能器件；③能量反散射系数随靶材料的平均原子序数增大而增大，在换能器件的材料选择时，低原子序数的靶材料更能获得较高的能量转换效率。（3）研究了放射源的自吸收。①给出了3H（1.2、1.8、2.0吸氚比的钛化氚）、63Ni(20%、80%、100%的63Ni丰度)、147Pm（100%的147Pm丰度）β面源的表面最大活度、表面最大输出功率；②给出了以上源的最佳质量厚度及相应的表面出射活度和表面出射功率；③研究结果表明随源质量厚度的增加，表面出射粒子能谱中心向高能偏移。以上结果有助于核电池放射源的制备以及换能器件设计。（4）研究了单能电子在靶材料中的能量沉积规律。结果表明：①单能准直电子在材料中的能量沉积率随入射深度先增大后减少，有一个明显的能量沉积主要区域；②随电子能量增加，电子能量沉积的主要区间所在的深度增大；③随电子能量增加，电子在材料中的能量沉积率降低。该结果能指导核电池换能器件的几何尺寸设计，让电子能量沉积的主要区域与换能器件敏感区域尽量吻合。（5）研究了3H（1.8吸氚比的钛化氚）、63Ni(80%的63Ni丰度)和147Pm(100%的147Pm丰度)β面源在半导体材料（Si、SiC、GaAs）中的能量沉积。①结果表明随靶材料的深度增加，β射线的能量沉积率下降，源平均能量越低下降越快；②三种源在Si材料中的能量沉积表明：在常规核电池几何设计下63Ni有最高的能量沉积率；③3H在三种材料中的能量沉积表明：SiC较适合作为3H的换能器件材料。本工作系统地从粒子输运和能量沉积的角度对辐射伏特核电池的几何尺寸、转换效率和输出功率进行详细研究。得到常规β辐射伏特核电池的理论参数和β粒子能量损失分布，总结出β辐射伏特核电池在结构和材料方面的一些优化方向。
言杰[10]（2010）在《D-T中子与聚乙烯材料相互作用的次级中子角度谱实验研究》文中研究说明在热核武器和聚变能源研究中,D-T反应是主要的反应模式。因此,由D-T反应产生的中子和次级中子与物质的作用机制和测量方法是中子输运学研究的重要课题。中子角度谱,即中子能量分布与角度分布,是理解与核工程有关的大体积系统中中子行为的最基本的物理量之一。在聚变反应堆或聚变-裂变混合堆包层中子学设计中,次级中子的角分布在中子输运计算中起重要的作用,与裂变反应堆中的中子行为相比,由于经大体积轻核材料作用后D-T聚变中子的各向异性散射比较强,在中子输运计算中必须考虑次级中子的角度分布。这种宏观物体的次级中子角分布与微观物体的有所不同,这是因为在宏观物体中高能中子会被多次散射,对评价截面数据更加敏感。此外,角分布不仅与散射核素、中子能量有关,还与物体的宏观尺寸和几何结构有关。因此,无论是对于核工程设计,检验核数据库,中子学设计的计算方法还是物理建模的积分检验,相关材料中子角度谱的测量都具有极其重要的意义。这就迫切要求我们建立一套合适的中子能谱测量系统和数据处理方法,以满足对相关材料的中子学基准检验的要求。聚乙烯是中子物理中重要的一种屏蔽和慢化材料,它主要由C、H元素组成,其核反应截面等数据已经相当完善,利用大体积的聚乙烯样品进行中子学积分实验不但可以用于检验中子学输运理论、计算方法、核数据库以及模拟程序,还可用于对建立的中子学基准实验测量系统作实验检验。本论文主要研究了利用反冲质子法,测量D-T中子与聚乙烯材料作用的次级中子角度谱的实验方法。在测量技术和数据分析处理方面分别开展了如下研究工作。测量技术上:（1）利用γ-γ符合技术,实验上测定液闪探测器（Φ5.08cm×5.08cm的BC501A型）的康普顿反冲电子谱的康普顿边的准确位置（0.90±0.05处）,并获得了探测器的能量分辨函数。同时,对利用康普顿反冲电子谱的不同位置（峰值处、半高度处和康普顿边的准确位置处）作能量刻度的能量线性结果进行了分析比较,确认了以康普顿边的准确位置做能量刻度得到最好的能量线性,减少了在能谱测量过程中对中子有效测量阈值设置和能量刻度的不确定性,提高了实验精度。（2）利用含252Cf自发裂变中子源的快裂变室,采用飞行时间技术和离线数据分析方法对液闪探测器的相对探测效率和响应函数进行了细致的研究,对以等效电子能量为单位的脉冲幅度谱转换为反冲质子能谱的探测器响应函数数据在0.5MeV～5MeV能段进行了实验确定。（3）对基于上升时间法和过零法的两套n-γ脉冲形状甄别电子学单元的n-γ甄别性能进行了实验比较研究,其中上升时间法n-γ甄别单元由商品化的脉冲形状甄别器ORTEC-552实现,过零法n-γ甄别单元由一系列ORTEC电子学插件搭建而成。经过比较,过零法n-γ甄别单元具有更好的n-γ甄别性能,为选择合适的n-γ甄别方法建立中子能谱测量系统提供了实验依据。此外,利用闪烁探测器中光电子发射过程的时间统计模型获得了基于脉冲形状粒子甄别的本征n-γ甄别性能,为进一步开展n-γ甄别研究提供了理论指导。（4）在中子产额的监测上,除用传统的伴随α粒子法进行绝对监测外,还利用3He长计数器进行了相对监测,同时,基于LabVIEW虚拟仪器编程平台和GPIB仪器控制和数据传输总线协议,利用ORTEC-974定时器/计数器开发了一套自动分时计数虚拟仪器系统,对实验测量过程中中子产额的变化和加速器的运行状态进行了实时监测。数据分析处理上:（1）基于欧洲核子中心（CERN）开发的ROOT数据处理框架设计开发了针对SPARROW多参数数据采集系统的离线数据分析程序,完成了n-γ脉冲形状甄别谱和脉冲幅度谱二维信息中γ射线事例的离线扣除,避免了传统的在线扣除γ射线事例中因阈值选择不当而造成的大量中子事例的丢失或大量γ射线事例的混入。经对源中子数进行归一化以后,完成了分能段测量中高、低两能段反冲质子谱的拼接。（2）针对Φ5.08×5.08cm的BC501A型液闪探测器测量的反冲质子谱到中子能谱的转换,首次利用MatLab神经网络工具箱建立了一个线性神经网络,并利用O5S程序计算的相同尺寸的液闪探测器0.25MeV～16MeV能量间隔为0.25MeV的单能中子的响应函数作为训练样本完成了对神经网络的训练,通过MC数据和利用Am-Be中子源、D-T中子源测量的实验数据对经过训练的神经网络的解谱性能进行了仔细的测试,该神经网络可以将Monte Carlo计算或实验测量的单能或连续能量分布的探测器响应,准确的反解到入射中子能谱,从而获得了从测量的反冲质子能谱中求解入射中子能谱的一种新的方法。在此基础上,利用液闪探测器BC501A、SPARROW多参数数据获取系统和相应的电子学插件建立了一套中子能谱测量系统,测量了D-T中子穿过尺寸为9×100×100（cm）和18×100×100（cm）的聚乙烯平板分别在0度、20度、40度和0度、20度、40度、60度0.5～15MeV的次级中子能谱。D-T中子能量约为15MeV ,由中国工程物理研究院核物理与化学研究所PD-300 Cockcroft-Walton加速器通过T（d, n）4He反应产生。为保证探测器的能量线性,测量分高、低两个能段分别完成,测量的两段反冲质子谱能量分别为2MeV～15MeV和0.5MeV～4MeV,两段谱在2MeV～4MeV之间两者最接近的地方进行拼接。与之前完成的类似实验测量结果相比,在各种测量情况下,本底所占的份额和不确定度都得到了显着的降低,特别是3MeV以下的低能段,同时,测量的有效中子下阈也从1MeV扩展到0.5MeV。利用MCNP5蒙卡计算程序对整个实验测量系统采用全模型和简化模型分别进行了MC计算,并对MC计算结果和实验结果的C/E比进行了细致的比较分析。通过本论文研究工作,改进和发展了次级中子角度谱实验测量技术,检验了实验测量方法和数据分析方法的可靠性,为开展聚变-裂变混合堆物理设计的中子学积分检验、中子物理学项目相关研究提供了良好的实验手段。
二、Evaluation of Prompt and Delayed Neutron Yields for ~(239)Pu from 10~(-5) eV to 20 MeV（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Evaluation of Prompt and Delayed Neutron Yields for ~(239)Pu from 10~(-5) eV to 20 MeV（论文提纲范文）
（1）加速器驱动的次临界系统质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 论文内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 理论计算方法 |
| 2.1 高能中子数据库制作 |
| 2.2 靶堆耦合计算方法 |
| 2.3 燃耗方程及其求解方法 |
| 2.3.1 Bateman方程 |
| 2.3.2 CRAM算法 |
| 2.3.3 线性子链TTA算法 |
| 2.4 散裂反应 |
| 2.4.1 散裂反应过程 |
| 2.4.2 散裂计算模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ADS靶堆耦合计算 |
| 3.1 混合高能中子数据库验证 |
| 3.1.1 ICSBEP临界基准题 |
| 3.1.2 Godiva球固定源计算 |
| 3.1.3 CiADS次临界堆中子学计算 |
| 3.2 OECD-ADS靶堆耦合计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 输运-燃耗程序IMPC-Burnup2.0 的开发及验证 |
| 4.1 IMPC-Depletion1.0 计算框架 |
| 4.2 IMPC-Burnp2.0 程序计算框架 |
| 4.3 IMPC-Depletion1.0 点燃耗程序验证 |
| 4.3.1 核素衰变计算 |
| 4.3.2 定通量计算 |
| 4.3.3 定功率计算 |
| 4.4 IMPC-Burnup2.0 输运-燃耗程序验证 |
| 4.4.1 MOX栅元燃耗计算 |
| 4.4.2 VVER-1000 LEU组件燃耗计算 |
| 4.4.3 OECD快堆燃耗基准题 |
| 4.4.4 IAEA-ADS基准题 |
| 4.4.5 OECD/NEA MA燃耗基准题 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 质子中子内耦合输运程序开发 |
| 5.1 粒子输运程序系统 |
| 5.2 程序算法 |
| 5.2.1 输运计算流程 |
| 5.2.2 物理过程实现 |
| 5.3 程序验证 |
| 5.3.1 散裂过程计算 |
| 5.3.2 耦合输运计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于裂变γ标识技术的瞬发裂变中子谱测量新方法（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 实验装置 |
| 2.1 测量系统 |
| 2.2 电子学系统 |
| 3 实验过程与讨论 |
| 3.1 中子束定位 |
| 3.2 主探测器及调试 |
| 3.3 裂变γ多重数 |
| 3.4 PFNS测量 |
| 4 结论 |
（3）FLiBe熔盐堆中光激中子的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 熔盐堆发展历程 |
| 1.3 光激中子研究概况 |
| 1.3.1 核裂变过程与光激中子 |
| 1.3.2 国内外研究概况 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究意义与研究内容 |
| 1.4.2 技术路线与论文结构 |
| 第2章 中子-光子耦合输运理论 |
| 2.1 中子/光子耦合模型 |
| 2.1.1 中子守恒方程 |
| 2.1.2 光子守恒方程 |
| 2.1.3 中子-光子耦合输运方程 |
| 2.2 稳态中子-光子耦合输运方程 |
| 2.3 输运方程的求解 |
| 2.3.1 蒙特卡罗方法和程序 |
| 2.3.2 确定论方法和程序 |
| 2.3.3 燃耗计算和程序 |
| 2.4 中子-光子耦合输运基准题 |
| 第3章 点堆中子-光子耦合动力学方程 |
| 3.1 微扰理论 |
| 3.2 点堆中子-光子耦合动力学方程 |
| 3.3 点堆动力学参数的求解 |
| 3.3.1 有效裂变缓发中子份额 |
| 3.3.2 中子代时间 |
| 3.3.3 有效光激缓发中子份额 |
| 3.4 点堆动力学方程的求解 |
| 3.4.1 阶跃扰动与反应堆周期 |
| 3.4.2 反应性实时测量 |
| 第4章 固态燃料熔盐堆 |
| 4.1 模型简介 |
| 4.1.1 蒙特卡罗方法计算模型 |
| 4.1.2 确定论方法计算模型 |
| 4.2 基本结果校核 |
| 4.3 点堆动力学参数 |
| 4.3.1 光激缓发中子份额 |
| 4.3.2 裂变缓发中子份额 |
| 4.3.3 中子代时间 |
| 4.4 瞬态特性分析 |
| 4.4.1 临界判断 |
| 4.4.2 次临界判断 |
| 4.4.3 正反应性引入 |
| 4.4.4 负反应性引入 |
| 4.5 反应性测量的影响分析 |
| 4.5.1 周期测量的影响 |
| 4.5.2 逆动态方法的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 液态燃料熔盐堆 |
| 5.1 模型简介 |
| 5.2 内中子源计算 |
| 5.2.1 计算原理 |
| 5.2.2 计算步骤 |
| 5.2.3 内中子源强度 |
| 5.2.4 无外源再启动分析 |
| 5.3 瞬态特性分析 |
| 5.3.1 动力学参数 |
| 5.3.2 临界判断 |
| 5.3.3 阶跃扰动与反应堆周期 |
| 5.4 周期测量的影响 |
| 5.4.1 燃料盐流动的影响 |
| 5.4.2 中子源的影响 |
| 5.5 逆动态方法的影响 |
| 5.5.1 中子源的影响 |
| 5.5.2 燃料盐流动的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录：基准题一 |
| 附录：基准题二 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）ADS靶堆耦合系统关键材料D-T中子积分实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 核能发展概述 |
| 1.1.1 核电发展趋势 |
| 1.1.2 主要存在的问题及解决办法 |
| 1.2 国内外ADS原理性实验研究现状 |
| 1.2.1 国外ADS原理性实验装置 |
| 1.2.2 国内ADS原理性实验装置 |
| 1.3 核数据研究现状和需求 |
| 1.3.1 碳化硅的核数据研究现状 |
| 1.3.2 石墨的核数据研究现状 |
| 1.3.3 铀的核数据研究现状 |
| 1.4 本论文研究内容与结构 |
| 第二章 中子核数据宏观基准检验 |
| 2.1 评价数据库制作流程 |
| 2.2 中子学积分实验 |
| 2.3 国内外中子学积分实验装置 |
| 2.4 实验方法与模拟程序介绍 |
| 2.4.1 飞行时间法 |
| 2.4.2 积分实验模拟程序简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 实验测量与数据处理 |
| 3.1 实验测量 |
| 3.1.1 中子源与样品 |
| 3.1.2 实验布局 |
| 3.2 实验数据处理 |
| 3.2.1 源中子产额 |
| 3.2.2 中子探测器能量刻度 |
| 3.2.3 时幅转换器(TAC)道宽刻度 |
| 3.2.4 中子探测器效率刻度 |
| 3.2.5 n-γ鉴别 |
| 3.2.6 本底扣除 |
| 3.2.7 归一化系数 |
| 3.2.8 误差分析 |
| 3.3 MCNP模拟 |
| 3.3.1 评价数据库的选择 |
| 3.3.2 建立计算模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验结果与物理分析 |
| 4.1 标准样品聚乙烯结果与分析 |
| 4.2 碳化硅样品结果与分析 |
| 4.2.1 反应能Q |
| 4.2.2 20cm碳化硅样品 |
| 4.2.3 2cm碳化硅样品 |
| 4.3 石墨样品结果与分析 |
| 4.3.1 20cm石墨样品 |
| 4.3.2 2cm石墨样品 |
| 4.4 集成组合系统A-1结果与分析 |
| 4.4.1 2cm铀样品 |
| 4.4.2 钨(3.5cm)+铀(2cm)样品 |
| 4.4.3 钨(3.5cm)+铀(2cm)+石墨(2cm)样品 |
| 4.4.4 钨(3.5cm)+铀(2cm)+石墨(2cm)+聚乙烯(2cm)样品 |
| 4.5 集成组合系统A-2结果分析 |
| 4.5.1 5cm铀样品 |
| 4.5.2 铀(5cm)+石墨(10cm)样品 |
| 4.5.3 铀(5cm)+石墨(10cm)+聚乙烯(10cm)样品 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 对其它评价数据库的宏观检验 |
| 5.1 评价数据库介绍 |
| 5.2 对评价数据库的检验 |
| 5.2.1 碳化硅样品 |
| 5.2.2 石墨样品 |
| 5.2.3 铀样品 |
| 5.2.4 多层样品 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）GaN基中子探测器的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 半导体核辐射探测器的工作原理 |
| 1.3 核辐射探测器对半导体材料的要求 |
| 1.4 GaN基本性质 |
| 1.5 GaN基中子探测器国内外研究进展 |
| 1.6 本文主要研究思路及内容 |
| 2 半导体中子探测机理及理论仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 中子与GaN的相互作用 |
| 2.3 中子仿真模型 |
| 2.4 alpha粒子在转换层和GaN薄膜中的射程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 GaN薄膜生长及器件制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 器件结构外延生长 |
| 3.3 GaN基pin薄膜的材料表征 |
| 3.4 GaN的欧姆接触/肖特基介绍 |
| 3.5 器件制备 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 alpha粒子探测器的测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电学特性测试 |
| 4.3 alpha粒子能谱测试 |
| 4.4 高温特性 |
| 4.5 耐辐照特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 中子探测器的制备及测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 慢化剂 |
| 5.3 中子转换层制备 |
| 5.4 ~(241)Am-Be快中子测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）加速器驱动次临界系统堆顶辐射特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 未来能源需求及裂变核能发展所面临的关键问题 |
| 1.1.2 加速器驱动次临界系统基本原理及主要结构 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 研究目标及意义 |
| 1.4 论文内容与结构 |
| 第2章 理论基础与方法程序 |
| 2.1 辐射屏蔽计算理论与方法 |
| 2.1.1 辐射屏蔽基本物理量 |
| 2.1.2 辐射屏蔽计算理论与方法 |
| 2.2 散裂反应过程及模型 |
| 2.2.1 核内级联过程及模型 |
| 2.2.2 蒸发及裂变过程及模型 |
| 第3章 ADS器靶堆耦合输运源项计算方法改进与实现 |
| 3.1 现有方法及其缺点 |
| 3.1.1 一步直接模拟法 |
| 3.1.2 两步输运模拟法 |
| 3.2 器靶堆耦合输运源项处理的改进与实现 |
| 3.2.1 器靶堆耦合输运源项处理的改进思路 |
| 3.2.2 计算流程与实现 |
| 3.3 器靶堆耦合源项测试 |
| 3.3.1 高能散裂反应的物理模型适用性测试 |
| 3.3.2 散裂体中子源正确性测试 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 10MW/250MeV铅基次临界系统堆顶辐射特征研究与初步屏蔽设计 |
| 4.1 ADS参考模型简介 |
| 4.2 辐射源分析 |
| 4.2.1 散裂靶中子学源项 |
| 4.2.2 次临界堆芯 |
| 4.2.3 加速器束流损失 |
| 4.3 堆顶辐射场特性研究 |
| 4.4 ADS堆顶屏蔽设计优化 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 高能入射质子对ADS堆顶辐射特征的影响研究 |
| 5.1 入射质子能量对散裂中子产额的影响研究 |
| 5.2 高能入射质子对辐射源的影响研究 |
| 5.3 高能入射质子对堆芯中子的影响研究 |
| 5.4 高能入射质子对顶盖贯穿辐射的影响研究 |
| 5.5 高能入射质子对质子管泄漏的影响研究 |
| 5.6 高能入射质子对束流损失的影响研究 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新之处 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
| 在读期间参加的科研项目 |
（7）ADS散裂靶相关核数据测量装置的建立及钨评价中子核数据的基准检验（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 核数据 |
| 1.3 ADS散裂靶相关核数据需求 |
| 1.4 本论文研究目标、内容与结构 |
| 第二章 散裂反应核模型 |
| 2.1 散裂反应机制 |
| 2.2 散裂反应理论模型 |
| 2.2.1 核内级联过程的模拟 |
| 2.2.2 余核退激过程的模拟 |
| 2.3 蒙特卡罗模拟程序 |
| 2.3.1 GEANT4模拟计算 |
| 2.3.2 FLUKA模拟计算 |
| 2.4 理论模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 ADS散裂靶相关核数据实验测量装置 |
| 3.1 国际上散裂反应相关实验调研 |
| 3.2 兰州重离子加速器冷却储存环及PISA实验终端 |
| 3.3 实验装置设计与结构 |
| 3.4 电子学与数据获取系统 |
| 3.4.1 硬件搭建 |
| 3.4.2 软件设计 |
| 3.4.3 性能测试 |
| 3.5 中子飞行时间谱仪 |
| 3.5.1 中子探测器性能测试与模拟 |
| 3.5.2 中子探测技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 400 Me V/u 16O + natPb, natW实验 |
| 4.1 实验测量 |
| 4.1.1 实验布局 |
| 4.1.2 电子学与数据获取 |
| 4.2 实验数据处理 |
| 4.2.1 束流拾取探测器的测量 |
| 4.2.2 中子飞行时间谱仪的测量 |
| 4.2.3 次级中子双微分截面 |
| 4.2.4 轻带电粒子谱仪的测量 |
| 4.2.5 次级带电粒子产额及角分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 ADS散裂钨靶中子评价数据的检验 |
| 5.1 钨中子评价微观数据的比较和分析 |
| 5.2 钨中子评价数据的积分实验调研 |
| 5.3 ADS散裂钨靶积分实验 |
| 5.3.1 实验布局 |
| 5.3.2 电子学与数据获取 |
| 5.4 实验数据处理 |
| 5.4.1 源中子产额计算 |
| 5.4.2 中子探测器能量刻度及效率曲线 |
| 5.4.3 中子飞行时间谱 |
| 5.4.4 蒙特卡罗模拟 |
| 5.4.5 中子能谱的比较及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录A MCNP输入文件 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）基于4H-SiC的中子探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究难点与研究思路 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 4H-SiC探测器的物理设计与制备技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 探测器物理设计 |
| 2.3 探测器制备工艺 |
| 2.4 探测器测试与分析 |
| 2.4.1 金属-半导体接触理论 |
| 2.4.2 测试与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 4H-SiC探测器电荷收集性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载流子在晶体中迁移过程 |
| 3.2.1 α粒子与4H-SiC材料的相互作用机制 |
| 3.2.2 载流子的迁移与探测器电信号 |
| 3.3 电荷收集效率的实验研究 |
| 3.3.1 测量原理与实验布局 |
| 3.3.2 实验结果与讨论 |
| 3.4 快中子辐照对电荷收集效率影响 |
| 3.4.1 实验原理与实验布局 |
| 3.4.2 实验结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 4H-SiC探测器致电离粒子辐射响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 α粒子的探测性能研究 |
| 4.2.1 实验原理与实验布局 |
| 4.2.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 γ射线的响应研究 |
| 4.3.1 γ射线与4H-SiC材料的相互作用机制 |
| 4.3.2 实验原理与实验布局 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 4H-SiC中子探测器能谱测量技术及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探测器工作原理 |
| 5.3 探测器设计与制作 |
| 5.4 探测器测试 |
| 5.4.1 实验原理与布局 |
| 5.4.2 实验结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 4H-SiC中子探测器稳态中子探测技术及应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 探测器工作原理 |
| 6.3 探测器设计 |
| 6.3.1 中子转换层设计 |
| 6.3.2 4H-SiC器件设计 |
| 6.4 慢中子探测实验 |
| 6.4.1 实验原理与布局 |
| 6.4.2 实验结果与讨论 |
| 6.5 快中子探测实验 |
| 6.5.1 实验原理与布局 |
| 6.5.2 实验结果与讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 4H-SiC中子探测器脉冲中子探测技术及应用研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 脉冲电流型探测器工作原理与探测系统设计 |
| 7.2.1 物理模型与工作原理 |
| 7.2.2 系统设计 |
| 7.3 采用碳化硅探测器测量脉冲波形 |
| 7.3.1 CFBR-Ⅱ堆及其脉冲波形描述 |
| 7.3.2 探测器与实验布局 |
| 7.3.3 实验结果与讨论 |
| 7.4 脉冲波形信号影响因素研究 |
| 7.4.1 探测灵敏度 |
| 7.4.2 波形参数 |
| 7.4.3 抗辐射特性 |
| 7.4.4 探测器n/γ分辨本领 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与后续研究方向 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 本课题创新点 |
| 8.3 后续研究方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）中子活化煤质在线分析及β辐射伏特核电池能量输运研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 核技术应用发展现状 |
| 1.2 核技术常用研究方法 |
| 1.3 本文选题 |
| 参考文献 |
| 第二章 中子活化煤质在线分析研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 课题背景 |
| 2.1.2 主要煤质在线分析技术比较 |
| 2.1.3 中子活化煤质在线分析的研究历史、现状及存在问题 |
| 2.1.4 本文的主要工作及创新点 |
| 2.2 中子活化煤质在线分析原理 |
| 2.2.1 中子的基本性质 |
| 2.2.2 中子源 |
| 2.2.3 中子与物质的相互作用 |
| 2.2.4 光子与物质的相互作用及探测 |
| 2.2.5 中子活化煤质在线分析原理 |
| 2.3 中子活化煤质在线分析的系统设计 |
| 2.3.1 中子源的选取 |
| 2.3.2 gamma 探测器的选取 |
| 2.3.3 测量单元的设计 |
| 2.3.4 系统控制单元 |
| 2.3.5 数据采集及分析单元 |
| 2.3.6 防护体设计 |
| 2.4 实验谱库最小二乘法解谱 |
| 2.4.1 特征峰面积解谱法 |
| 2.4.2 谱库最小二乘法（Library Least-Squares Methods LLs） |
| 2.4.3 单元素谱库构建的原理 |
| 2.4.4 实验煤样的制作 |
| 2.4.5 20 组单元素谱库的建立 |
| 2.4.6 样品初次分析 |
| 2.4.7 谱库建立和样品分析的迭代 |
| 2.5 结果及讨论 |
| 参考文献 |
| 第三章 β辐射伏特核电池能量输运研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 课题背景 |
| 3.1.2 同位素核电池分类及比较 |
| 3.1.3 β辐射伏特核电池发展历史、现状 |
| 3.1.4 本文的主要工作 |
| 3.2 β辐射伏特核电池原理及结构 |
| 3.2.1 β辐射伏特核电池基本原理 |
| 3.2.2 辐射伏特核电池的基本结构 |
| 3.2.2.1 放射源的选择 |
| 3.2.2.2 换能器件材料的选择 |
| 3.2.2.3 换能器件结构 |
| 3.3 β型辐射伏特核电池能量输运研究 |
| 3.3.1 单能电子在材料中穿透深度的分析 |
| 3.3.2 单能电子在材料表面反散射的模拟研究 |
| 3.3.3 放射源自吸收的研究 |
| 3.3.4 核电池中能量沉积分布研究 |
| 3.4 总结 |
| 参考文献 |
| 第四章 总结及展望 |
| 4.1 中子活化煤质在线分析的总结与展望 |
| 4.1.1 三谱采集设计 |
| 4.2 β辐射伏特核电池的总结与展望 |
| 附录 |
| 附录 1 煤主要组成元素的中子活化主要特征γ射线列表 |
| 附件 2 防护体设计中使用的煤质在线分析系统 MCNP 模拟输入卡 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）D-T中子与聚乙烯材料相互作用的次级中子角度谱实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 中子学积分实验 |
| 1.3 次级中子能谱的研究进展 |
| 1.4 本论文的研究内容和研究目标 |
| 第2章 实验设计 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 中子源 |
| 2.2.2 聚乙烯平板 |
| 2.2.3 阴影锥 |
| 2.2.4 准直器-屏蔽体系统 |
| 2.2.5 探测器系统 |
| 第3章 测量技术 |
| 3.1 中子产额监测 |
| 3.1.1 伴随α粒子法绝对中子产额监测 |
| 3.1.2 3He 长计数器相对中子产额监测 |
| 3.1.3 基于LabVIEW 的分时计数监测 |
| 3.2 液闪探测器的能量刻度 |
| 3.2.1 利用标准γ源的能量刻度方法 |
| 3.2.2 利用γ-γ符合技术对BC501A液闪探测器进行能量刻度 |
| 3.3 液闪探测器相对探测效率和响应函数的实验测量 |
| 3.3.1 实验方法 |
| 3.3.2 实验装置和实验过程 |
| 3.3.3 离线数据分析处理方法和实验结果 |
| 3.4 n-γ甄别 |
| 3.4.1 n-γ甄别方法 |
| 3.4.2 基于上升时间法和过零法的两种n-γ甄别单元的性能比较 |
| 3.4.3 脉冲形状n-γ甄别的理论计算 |
| 3.5 神经网络解反冲质子能谱 |
| 3.5.1 神经网络解谱原理 |
| 3.5.2 探测器响应函数的产生 |
| 3.5.3 解谱能力性能测试 |
| 第4章 D-T 中子与聚乙烯材料相互作用的次级中子角度谱实验研究 |
| 4.1 实验测量 |
| 4.2 离线数据处理 |
| 4.2.1 γ射线事例对脉冲幅度谱贡献的扣除 |
| 4.2.2 高、低两段反冲质子能谱的拼接 |
| 4.2.3 反冲质子能谱的解谱 |
| 4.3 MCNP模拟计算 |
| 4.4 结果和讨论 |
| 4.4.1 实验结果分析 |
| 4.4.2 实验结果和MCNP5 模拟计算结果的比较 |
| 4.4.3 实验不确定度分析 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 致谢 |
四、Evaluation of Prompt and Delayed Neutron Yields for ~(239)Pu from 10~(-5) eV to 20 MeV（论文参考文献）
- [1]加速器驱动的次临界系统质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统开发[D]. 赵泽龙. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [2]基于裂变γ标识技术的瞬发裂变中子谱测量新方法[J]. 何铁,肖军,安力,阳剑,郑普. 物理学报, 2018(21)
- [3]FLiBe熔盐堆中光激中子的影响研究[D]. 冀锐敏. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2018(07)
- [4]ADS靶堆耦合系统关键材料D-T中子积分实验研究[D]. 罗飞. 中国科学技术大学, 2018(09)
- [5]GaN基中子探测器的制备与性能研究[D]. 朱志甫. 大连理工大学, 2018(02)
- [6]加速器驱动次临界系统堆顶辐射特征研究[D]. 李斌. 中国科学技术大学, 2016(09)
- [7]ADS散裂靶相关核数据测量装置的建立及钨评价中子核数据的基准检验[D]. 张苏雅拉吐. 中国科学院研究生院（近代物理研究所）, 2015(09)
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- [9]中子活化煤质在线分析及β辐射伏特核电池能量输运研究[D]. 王辉东. 吉林大学, 2012(09)
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