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基于14 MeV中子的烧氚历史诊断模拟研究

刘斌 胡华四 吕焕文 李兰

刘斌, 胡华四, 吕焕文, 等. 基于14 MeV中子的烧氚历史诊断模拟研究[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 072002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170512
引用本文: 刘斌, 胡华四, 吕焕文, 等. 基于14 MeV中子的烧氚历史诊断模拟研究[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 072002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170512
Liu Bin, Hu Huasi, Lü Huanwen, et al. Simulation study on DT fusion reaction history diagnosis based on 14 MeV neutron[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 072002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170512
Citation: Liu Bin, Hu Huasi, Lü Huanwen, et al. Simulation study on DT fusion reaction history diagnosis based on 14 MeV neutron[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 072002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170512

基于14 MeV中子的烧氚历史诊断模拟研究

doi: 10.11884/HPLPB201830.170512
基金项目: 

国家自然科学基金项目 10975113

陕西省自然科学基金项目 S2015YFJZ0197

详细信息
    作者简介:

    刘斌(1987-), 男,博士,从事惯性约束聚变诊断研究;liubin871204@126.com

  • 中图分类号: TL65

Simulation study on DT fusion reaction history diagnosis based on 14 MeV neutron

  • 摘要: 针对直接测量16.7 MeV进行烧氚历史诊断所需聚变产额高的情况,模拟研究了利用14 MeV中子与副靶作用产生的非弹伽马进行烧氚历史诊断的情况,计算了几种材料14 MeV中子作用产生的次级伽马能谱以及切伦科夫辐射阈能之上的非弹伽马数目,对副靶材料和厚度进行了选择。计算了14 MeV中子产生的切伦科夫光子时间谱,分析了光电转换器件处伽马、电子以及正电子等噪声信号,分析了气体切伦科夫系统测量统计涨落与聚变中子产额之间的关系,确定了气体切伦科夫系统所适用的最低聚变中子产额,通过测量14 MeV中子与副靶产生的非弹伽马进行烧氚历史诊断较直接测量16.7 MeV伽马可将测量所需聚变中子产额降低2个量级。
  • 图  1  14 MeV中子副靶非弹伽马GCD测量Geant4模拟

    Figure  1.  Geant4 simulation of inelastic gammas generated by 14 MeV neutron detection with Gas Cherenkov Detector(GCD)

    图  2  不同材料副靶次级伽马能谱

    Figure  2.  Energy spectrum of secondary gammas with pucks with different materials

    图  3  副靶厚度与3 MeV以上次级伽马产额关系

    Figure  3.  Thickness of the puck vs yield of secondary gammas

    图  4  14 MeV中子与副靶、GCD部件次级伽马作用切伦科夫信号

    Figure  4.  Cherenkov signal generated by 14 MeV neutron interacting with puck and GCD

    图  5  GCD部件与14 MeV中子次级伽马能谱

    Figure  5.  Energy spectra of secondary gamma of GCD components with 14 MeV neutron

    图  6  14 MeV中子与副靶切伦科夫信号模拟

    Figure  6.  Cherenkov signal of 14 MeV neutron interacting with the puck

    图  7  光电转换器件处切伦科夫光子、伽马、电子与正电子时间谱

    Figure  7.  Time spectrum of Cherenkov photons, gammas, electrons and positrons at the photo-electric conversion device

    图  8  测量系统统计涨落与聚变中子产额关系

    Figure  8.  Statistical fluctuation vs fusion neutron yield

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-19
  • 修回日期:  2018-03-13
  • 刊出日期:  2018-07-15

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