CSNS白光中子源首批試驗(yàn)初步安排課件

C6D6系統(tǒng)進(jìn)展阮錫超，任杰中國(guó)原子能科學(xué)研究院核數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室CSNS白光中子源中期檢查會(huì)議，2016.6.27-28，中科院高能物理研究所東莞分部，廣東東莞C6D6系統(tǒng)進(jìn)展阮錫超，任杰報(bào)告內(nèi)容9/13/2023目的意義與任務(wù)要求設(shè)計(jì)方案與指標(biāo)技術(shù)方案研制計(jì)劃與進(jìn)展情況人員安排報(bào)告內(nèi)容8/3/2023目的意義與任務(wù)要求1.目的意義與任務(wù)要求9/13/20231.目的意義與任務(wù)要求8/3/2023中子俘獲截面的意義9/13/2023核能：中子消失的主要反應(yīng)（中子學(xué)），次錒系核生成的主要途徑（核廢料），長(zhǎng)壽命產(chǎn)物廢料嬗變的主要途徑；基礎(chǔ)研究：核反應(yīng)理論、核天體物理研究中的重要數(shù)據(jù)；國(guó)防應(yīng)用：重要指示劑核，強(qiáng)中子場(chǎng)中的串級(jí)反應(yīng)。中子俘獲截面的意義8/3/2023核能：中子消失的主要反應(yīng)（先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)需要精確的錒系核及次錒系核的中子俘獲及裂變截面(n,f)(n,g)先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)需要精確的錒系核及次錒系核的中子俘獲及裂變截長(zhǎng)壽命產(chǎn)物核的嬗變需要精確的中子俘獲截面長(zhǎng)壽命產(chǎn)物核的嬗變需要精確的中子俘獲截面

Nucleardataneedsforthemains-processWeneedtomeasure(n,g)crosssectionsbetween0.1and500keV.Betteruncertainties(1-3%)S-onlynucleiNucleiwithsmallneutroncrosssection(aroundneutronmagicnumbers)Nr=Nsolar-NsNucleardataneedsforthem裂變產(chǎn)物等非穩(wěn)定核的中子反應(yīng)截面核試驗(yàn)樣品中147Nd的影響因素：（1）裂變直接產(chǎn)生—獨(dú)立產(chǎn)額；（2）同一質(zhì)量鏈上前驅(qū)母體的衰變；（3）中子核反應(yīng)消失和其它核素通過核反應(yīng)生成。147Ce和147La獨(dú)立產(chǎn)額大，若其中子反應(yīng)截面也大，則在核爆超強(qiáng)中子場(chǎng)中147Ce和147La燃燒掉導(dǎo)致147Nd生成量的變化就需要認(rèn)真考慮。裂變產(chǎn)物等非穩(wěn)定核的中子反應(yīng)截面核試驗(yàn)樣品中147Nd的任務(wù)要求針對(duì)開展首批物理實(shí)驗(yàn)的需求，研發(fā)一套中子俘獲截面測(cè)量裝置；原則：投資較少，系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，盡快出成果；測(cè)量能區(qū)范圍：1eV-1MeV；核素：穩(wěn)定同位素核：169Tm和93Nb。9/13/2023任務(wù)要求針對(duì)開展首批物理實(shí)驗(yàn)的需求，研發(fā)一套中子俘獲截面測(cè)量2.設(shè)計(jì)方案與指標(biāo)9/13/20232.設(shè)計(jì)方案與指標(biāo)8/3/2023俘獲截面測(cè)量方法9/13/2023俘獲截面測(cè)量方法8/3/2023瞬發(fā)伽馬射線法9/13/2023Moxon和Rae方法

C6D6探測(cè)器方法

4πNaI（Tl）球

4πBaF2測(cè)量裝置Labr3和高純鍺探測(cè)器瞬發(fā)伽馬射線法8/3/2023Moxon和Rae方法9/13/2023C6D6：只測(cè)其中一條伽馬兩種方法的比較BaF2：量能器8/3/2023C6D6：只測(cè)其中一條伽馬兩種方法的比較Ba9/13/2023C6D6與BaF2系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)C6D6系統(tǒng)簡(jiǎn)單，方法成熟效率較低，數(shù)據(jù)處理需要引進(jìn)權(quán)重函數(shù)BaF2效率高，無需各種修正（伽馬全吸收型）系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)本底要求極高，數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜8/3/2023C6D6與BaF2系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)C設(shè)計(jì)方案考慮近期：C6D6探測(cè)器系統(tǒng)（系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資小、效率較低）主要用于穩(wěn)定核、反應(yīng)截面較大的核素及能區(qū)的中子俘獲截面測(cè)量中子束樣品中期：BaF2陣列探測(cè)器系統(tǒng)（系統(tǒng)復(fù)雜、投資大、效率高）用于不穩(wěn)定核、稀有核素及反應(yīng)截面較小的核素及能區(qū)的中子俘獲截面測(cè)量設(shè)計(jì)方案考慮近期：中子束樣品中期：主要指標(biāo)9/13/2023測(cè)量的中子能區(qū)：1eV-1MeV數(shù)據(jù)精度：約5%，反應(yīng)截面下限約1mb飛行時(shí)間測(cè)量精度：約1-2ns（對(duì)能量分辨的貢獻(xiàn)可以忽略）主要指標(biāo)8/3/2023測(cè)量的中子能區(qū)：1eV-1MeV3.技術(shù)路線9/13/20233.技術(shù)路線8/3/2023C6D6探測(cè)系統(tǒng)原理示意圖中子束樣品探測(cè)器：4個(gè)EJ-315液體閃爍體探測(cè)器（氘代液閃，對(duì)低能中子不靈敏）C6D6探測(cè)系統(tǒng)原理示意圖中子束樣品探測(cè)器：4個(gè)EJ-3159/13/2023系統(tǒng)組成HVFADCHVAnodeAnodeDAQT0trigger探測(cè)器：已購(gòu)買電子學(xué)與FADC：科大DAQ：高能所8/3/2023系統(tǒng)組成HVFADCHVAnodeAnode時(shí)序圖9/13/2023TOF1TOF2TOF3質(zhì)子打靶從質(zhì)子打靶開始，記錄隨后10ms（0.4eV中子（鎘上中子）飛行80米所需的時(shí)間）內(nèi)的所有信號(hào)的時(shí)間和波形信息。時(shí)序圖8/3/2023TOF1TOF2TOF3質(zhì)子打靶從質(zhì)子4.研制計(jì)劃與進(jìn)展情況9/13/20234.研制計(jì)劃與進(jìn)展情況8/3/20239/13/2023進(jìn)度安排8/3/2023進(jìn)度安排探測(cè)器：已訂購(gòu)4個(gè)探測(cè)器（EJ公司）；電子學(xué)與數(shù)據(jù)獲?。嚎拼笳从?jì)劃研制，進(jìn)展順利；樣品購(gòu)買：正在進(jìn)行中；實(shí)驗(yàn)測(cè)量與數(shù)據(jù)分析方法：已基本發(fā)展完善；探測(cè)器支架：已設(shè)計(jì)完畢，正在加工。目前進(jìn)展情況總體進(jìn)展順利，能夠按時(shí)完成并投入使用！探測(cè)器：已訂購(gòu)4個(gè)探測(cè)器（E