本文總結了強流D-T/D-D中子發(fā)生器的現(xiàn)狀及其重要應用,研究了束流傳輸理論,開發(fā)了強流離子束包絡模擬計算軟件,設計了強流中子發(fā)生器的主要部件,完成了400kV強流中子發(fā)生器的物理設計。首先,研究和總結了束流傳輸理論,并以強流束旁軸包絡方程為模型,結合采用Poisson/Superfish軟件模擬得到的加速管電場分布,對強流離子束包絡模擬程序IONB中的加速管束流包絡計算模塊進行了升級,得到了升級版的強流離子束包絡模擬軟件IONB1.0,同時,采用FORTRAN,VB和Matlab混合編程的方法,開發(fā)了IONB1.0軟件的可視化人機交互界面。其次,采用IONB1.0軟件,模擬了400kV強流中子發(fā)生器40mA氘束流在傳輸系統(tǒng)中的束包絡,給出了強流中子發(fā)生器的整體設計方案。分別設計了兩條束流傳輸線,一條是非分析束傳輸線,另一條是分析束傳輸線,根據(jù)兩條傳輸線的氘束流包絡模擬結果,確定了各傳輸元件的參數(shù)。最后,研究了強流中子發(fā)生器的主要組成部件,采用國際通用的電磁場模擬軟件Poisson/Superfish和自主開發(fā)的強流束包絡模擬軟件IONB1.0,完成了高壓電極、離子源、加速管、空間電荷... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 中子物理與中子應用技術
    1.2 中子源的類型及基本特性
        1.2.1 中子源的類型及描述中子源特性的基本參數(shù)
        1.2.2 同位索中子源及其特性
        1.2.3 反應堆中子源及其特性
        1.2.4 加速器中子源及其特性
    1.3 強流D-T/D-D中子發(fā)生器研制的背景和意義
        1.3.1 對科學研究的重要性和必要性
        1.3.2 應用前景分析
        1.3.3 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
    1.4 本文研究的主要內容
第二章 束流傳輸理論及強流離子束傳輸包絡模擬軟件開發(fā)
    2.1 束流傳輸理論及強流束旁軸包絡方程
        2.1.1 束流相空間傳輸理論
        2.1.2 強流離子束旁軸包絡方程的普遍形式
    2.2 強流離子束傳輸包絡模擬軟件開發(fā)
        2.2.1 束流包絡的數(shù)值模擬方法
            2.2.1.1 非電場區(qū)域束流包絡的數(shù)值模擬方法
            2.2.1.2 加速電場區(qū)束流包絡的數(shù)值模擬方法
        2.2.2 IONB1.0程序可視化界面設計
            2.2.2.1 設計思想
            2.2.2.2 基于VB6.0的參數(shù)輸入界面開發(fā)
            2.2.2.3 VB6.0與FORTRAN混合編程的一般方法
            2.2.2.4 VB6.0與Matlab混合編程的一般方法
        2.2.3 程序設計結果和使用簡介
            2.2.3.1 程序界面
            2.2.3.2 程序使用簡介
第三章 強流D束包絡模擬及強流中子發(fā)生器束流傳輸系統(tǒng)物理設計
    3.1 強流中子發(fā)生器非分析D束傳輸系統(tǒng)物理設計
        3.1.1 強流中子發(fā)生器非分析D束流傳輸線設計方案
        3.1.2 非分析傳輸線D束流包絡模擬及傳輸元件參數(shù)確定
    3.2 強流中子發(fā)生器分析D束傳輸系統(tǒng)物理設計
        3.2.1 強流中子發(fā)生器分析D束流傳輸線方案設計
        3.2.2 分析傳輸線D束流包絡模擬及傳輸元件參數(shù)確定
第四章 強流中子發(fā)生器結構設計及元件設計
    4.1 強流中子發(fā)生器結構設計簡介
    4.2 高壓電極
        4.2.1 高壓電極區(qū)域電場模擬
            4.2.1.1 Poisson/Superfish軟件簡介
            4.2.1.2 模擬模型的建立
        4.2.2 高壓電極區(qū)域電場模擬結果
            4.2.2.1 高壓電極端的電場強度分布(空氣中)
            4.2.2.2 變壓器油中電場強度分布
            4.2.2.3 環(huán)氧支撐柱表面電場強度分布(空氣中)
            4.2.2.4 聚四氟乙烯表面附近電場分布
    4.3 離子源
        4.3.1 雙等離子體離子源的結構
        4.3.2 雙等離子體離子源的磁場分布模擬
        4.3.3 雙等離子體離子源的供電系統(tǒng)
    4.4 加速管
        4.4.1 加速管的結構
        4.4.2 加速管的真空度和絕緣環(huán)
        4.4.3 加速管的屏蔽電極
        4.4.4 加速管中電子負載抑制
        4.4.5 加速管電場分布的模擬
            4.4.5.1 瓷環(huán)表面附近電場強度
            4.4.5.2 加速管外部電場強度分布(空氣中)
            4.4.5.3 加速管內部電場強度分布(真空中)
            4.4.5.4 加速管軸線上的電場強度和電位分布
    4.5 空間電荷透鏡
        4.5.1 空間電荷透鏡的聚束原理
        4.5.2 空間電荷透鏡的設計方案
        4.5.3 空間電荷透鏡的電磁場分布模擬
        4.5.4 空間電荷透鏡的聚焦性能
    4.6 三重四極磁透鏡
        4.6.1 三重四極磁透鏡的聚束原理
        4.6.2 三重四極磁透鏡的結構
        4.6.3 三重四極磁透鏡的磁場模擬
    4.7 分析磁鐵
        4.7.1 分析磁鐵的工作原理
        4.7.2 雙聚焦分析磁鐵對束流的聚焦作用
        4.7.3 雙聚焦分析磁鐵的結構設計
        4.7.4 雙聚焦磁鐵磁場強度計算
        4.7.5 分析磁鐵的動量分辨率
        4.7.6 分析磁鐵磁場分布的模擬
    4.8 旋轉靶系統(tǒng)
第五章 強流中子發(fā)生器研制進展
第六章 總結與展望
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3493800