中子能譜是研究和診斷核反應(yīng)過程特性最重要的特征量之一。本論文研究探索了一種適用于測(cè)量脈沖中子能譜的技術(shù)方法,這是一種基于氣體閃爍體和CCD相機(jī)（Charge-coupled Device,CCD）的能譜測(cè)量的光學(xué)方法。本質(zhì)是依據(jù)帶電粒子束徑跡長(zhǎng)度確定能量,粒子徑跡分布只取決于氣體閃爍體和粒子本身,而不受源脈沖狀態(tài)的限制。光學(xué)成像的測(cè)量方法即可應(yīng)用于脈沖輻射場(chǎng),又可實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)流穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)帶電粒子束能譜的測(cè)量,具有測(cè)量直觀、能量分辨好、適用于多種帶電粒子束、量程范圍寬且簡(jiǎn)單方便可調(diào)等特點(diǎn)。這種測(cè)量能譜的新方法與中子與氫核的彈性散射的反沖質(zhì)子測(cè)量原理相結(jié)合,通過轉(zhuǎn)換靶將中子轉(zhuǎn)換為反沖質(zhì)子,可進(jìn)而求出入射中子能譜分布。這種方法對(duì)于中子譜學(xué)的研究、聚變/裂變物理診斷具有十分重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)踐意義。本論文研究目標(biāo)是建立一套基于光學(xué)方法的能譜測(cè)量系統(tǒng)。粒子束流入射到氣體閃爍體中,粒子沿射程徑跡沉積能量并激發(fā)氣體閃爍體發(fā)光,采用CCD相機(jī)獲取氣體閃爍發(fā)光圖像并根據(jù)圖像反演求解入射粒子束的能譜。研究?jī)?nèi)容包括:1.通過理論推導(dǎo)與模擬計(jì)算建立相關(guān)模型,研究入射中子與反沖質(zhì)子的能量關(guān)系;入射中子角度、入射中子... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 中子能譜及其測(cè)量方法概況
        1.2.1 中子及中子能譜
        1.2.2 中子能譜測(cè)量方法
        1.2.3 徑跡成像技術(shù)的發(fā)展
    1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 理論基礎(chǔ)
    2.1 測(cè)量中子能譜的反沖質(zhì)子方法
    2.2 質(zhì)子在物質(zhì)中的能量沉積規(guī)律
    2.3 氣體閃爍發(fā)光機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 氣體閃爍體光學(xué)方法模擬研究
    3.1 反沖質(zhì)子系統(tǒng)
        3.1.1 聚乙烯靶厚度
        3.1.2 探測(cè)器相對(duì)位置
        3.1.3 反沖質(zhì)子微分產(chǎn)額
    3.2 氣體介質(zhì)選擇
        3.2.1 工作氣體選擇
        3.2.2 摻雜氣體選擇
        3.2.3 摻雜濃度及混合氣體壓強(qiáng)研究
    3.3 氣體發(fā)光圖像及特征
        3.3.1 質(zhì)子直接激發(fā)
        3.3.2 反沖質(zhì)子激發(fā)
    3.4 基于光學(xué)圖像的能量響應(yīng)線性及分辨研究
        3.4.1 能量響應(yīng)線性研究
        3.4.2 能量分辨研究
    3.5 探測(cè)效率研究
        3.5.1 單方向測(cè)量
        3.5.2 多方向測(cè)量
    3.6 本章小結(jié)
第4章 中子能譜的解譜研究
    4.1 中子解譜概述
    4.2 解譜算法研究
        4.2.1 GRAVEL算法
        4.2.2 勢(shì)函數(shù)下降內(nèi)點(diǎn)算法
        4.2.3 直接算法
        4.2.4 數(shù)值試驗(yàn)測(cè)試
    4.3 中子能譜的解譜
        4.3.1 解譜結(jié)果
        4.3.2 求解精度評(píng)估
        4.3.3 計(jì)算效率評(píng)估
    4.4 多方向加權(quán)方法
        4.4.1 基本原理
        4.4.2 計(jì)算結(jié)果
        4.4.3 應(yīng)用實(shí)例
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于光學(xué)方法的帶電粒子能量實(shí)驗(yàn)測(cè)量
    5.1 實(shí)驗(yàn)裝置物理設(shè)計(jì)
        5.1.1 閃爍發(fā)光單元
        5.1.2 充氣與抽真空系統(tǒng)
        5.1.3 粒子入射窗
        5.1.4 光學(xué)觀察窗
    5.2 直接讀出方法
        5.2.1 CCD相機(jī)及主要特點(diǎn)
        5.2.2 閃爍發(fā)光直接成像
    5.3 α粒子能譜測(cè)量
        5.3.1 成像結(jié)果
        5.3.2 α粒子能譜反演
    5.4 質(zhì)子能譜的測(cè)量
        5.4.1 吸收體的設(shè)計(jì)
        5.4.2 質(zhì)子能譜反演
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]磁質(zhì)子反沖譜儀的研制與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 祁建敏.清華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]磁質(zhì)子反沖譜儀磁分析系統(tǒng)的模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周林.中國(guó)工程物理研究院 2010
[2]基于CCD的圖像采集和處理系統(tǒng)[D]. 顧一.浙江大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3023893