一维位置灵敏热中子He正比计数管的研究

来源 :南华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuyedie222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着中国散裂中子源的立项,作为中子探测的实验装置――中子散射谱仪的研究也非常必要。反散射谱仪是一种用于散裂中子源上的中子散射谱仪,它是由很多根一维3He位置灵敏热中子正比计数管(以下简称LPSD)组成的阵列。LPSD主要用来获取散射中子的位置。所以位置灵敏就成为衡量该管最重要的指标之一。Reuter-stokes的LPSD (由美国GE公司制作)的位置分辨率在合适的电子学读出条件下可达到2~5mm。 本论文主要从电阻电荷分配法、管子的设计、位置灵敏实验及其结果分析等方面对LPSD进行研究。虽然电阻电荷分配法是一个众所周知的实验方法,但叙述其原理的文献却很难找到,本论文对这个方法进行了证明。 本文所讲述的LPSD的设计主要包括尺寸规格及管壁材料、阳极丝、内充气体等方面。管子的尺寸规格及管壁材料参考的是位于美国橡树岭国家实验室的散裂中子源(SNS)上使用的LPSD。对于管子的外壳材料,有不锈钢和铝这两种选择。论文通过对两种管壁材料对中子的吸收等方面的比较,决定采用不锈钢作为管壁材料。LPSD的阳极丝采用的是镍铬合金丝。对于内充气体,3He气压的大小是通过理论计算再加上实验比较,并参考了相关文献后得出的。从最后所测得的实验结果来看,所设计的8atm的3He气压比GE的LPSD内充的3He要低一些。 通过实验增进了对前放的静态输入阻抗与动态输入阻抗的认识。静态输入阻抗是前放在静态时的阻抗,动态输入阻抗是前放在有信号输入时电路对信号的阻抗。在成功地做出位置灵敏效应之前,曾经有两三个月毫无进展,在此期间采用的是电流前放而没有尝试用电荷前放。当时认为电荷前放的静态输入阻抗是兆欧量级,根本不考虑采用;而只有电流前放凭借其较小的静态输入阻抗才有可能做出位置灵敏效应的结果。事实上,静态输入阻抗和动态输入阻抗在数值上有着很大的差距。试验中做出位置效应的电荷前放,其静态输入阻抗是兆欧量级,但是由实验结果反推得到的动态输入阻抗只有782欧姆。当然,并非只是电荷前放才能做出位置效应,电流前放也一定能做出来。电流前放没有做出结果的原因是噪声抑制没有做好。如果能把噪声抑制做好,电流前放也一定可以做出位置效应。 虽然有关LPSD的位置灵敏效应实验测试结果还显得有些粗糙,如由实验结果所计算的国产的LPSD位置分辨率在3.73~5.07cm之间,与法国Grenoble 的Institut Laue-Langevin所得到的5.7mm~7mm的位置分辨率相比还有一定的差距(采用的是美国GE的LPSD);国产的LPSD能量分辨率最好是12%,大部分位置的能量分辨率大于20%,而美国的LPSD能量分辨率在7.7%左右;坪斜以及坪区内的计数与美国的LPSD相比还是有一定的差距。但是,毕竟从实验上得出了位置灵敏效应的结果。目前,在国内还没有见到成功做出位置效应的相关报道。 此外,随着对LPSD自身特性认识的深入以及电子学读出的改善,将来改进后的国产LPSD的位置分辨率等性能指标应该会有很大的提高。
其他文献
随着全球邮轮旅游人次的持续快速增长,邮轮需求量增多且邮轮大型化趋势明显。大型邮轮建造为巨系统工程,不仅具有传统船舶建造的复杂性,还具有建造周期紧、任务体量大、计划准确性要求高和大规模跨企业复杂协同等特点,建造过程中极易出现供需脱节、任务冲突、资源浪费和交付拖期等现象。在船舶工艺技术体系中,计划编制是统筹优化大型邮轮建造流程的有效手段,但现有研究集中在调度方法上,缺乏对大型邮轮建造任务分解、时间预测
近年来为了提高集装箱船的经济性,集装箱船向着大型化的方向发展,使其结构安全性变得更加突出。集装箱船具有高航速和大外飘的特点,航行中极易发生砰击作用,进而诱发船体的颤振现象,对结构安全造成隐患。斜浪下的砰击具有明显的非对称性,但由于其机理的复杂性,目前针对船体砰击载荷预报主要集中于对称情况,需要对非对称砰击进一步研究。另外非对称砰击产生的扭矩会对集装箱船的大开口结构产生不利影响,然而具体影响到何种程
学位
海上风能因其具有能量密度高、稳定性好等优点成为当前最具前景的可再生能源之一。随着海上风电的蓬勃发展,多机组风电平台作为一种海上风能利用技术逐渐受到研究者的关注。风力机之间的气动干扰是多机组风电平台以及陆上、海上风场研究设计过程中无可避免的问题。这种气动干扰主要来自于尾流效应。风力机对流场的扰动作用使得其后方形成一个流速整体降低而分布更加复杂的尾流区域。运行于尾流区域中的下游风力机将面临与上游风力机
学位
带围井的船舶在航行过程中,围井内的流体运动十分剧烈。围井内流体的“活塞”运动、晃荡运动、剪切层振荡以及复杂的水气掺混现象严重恶化了船舶围井内流体的环境。这种复杂的流体运动直接威胁工作在围井内的设备,甚至破坏设备。因此研究船舶航行中围井内流体的运动特性、剪切层振荡以及水气特性对围井内设备维护具有重大意义,对与围井有关的设备设计具有借鉴意义。  通过调研船舶围井内流体运动特性方面的研究现状,发现目前关
学位
在精确制导技术高速发展的当下,反舰导弹作为一种兼顾侵彻穿甲能力和爆炸毁伤威力的反舰武器被广泛应用。水面舰船一旦遭受反舰导弹的打击,舰船局部结构必将遭受重创,而舰船纵向连续构件的局部毁伤势必造成船体总纵强度毁伤,进而使舰船生命力大幅降低。反舰导弹对水面舰船的打击主要分为侵彻穿甲和舱内爆炸两个阶段。一般认为战斗部爆炸阶段是导弹的终极毁伤作用,这也使得反舰导弹侵彻穿甲过程往往得不到足够的重视。对于半穿甲
学位
波浪滑翔器是一种新型的海洋航行器,依靠波浪能提供前进推力,利用太阳能发电为控制系统提供电能,通过创新的能源利用方式,摆脱了常规动力海洋航行器有限能源的束缚,实现了强大的续航力。目前,波浪滑翔器已在海洋环境监测、海洋数据中转等领域展示了极大的应用潜力。然而,波浪滑翔器独特的刚柔多体系联结构使得其在动力学分析与运动控制方法等研究中面临特有的困难。  本文针对波浪滑翔器的动力学建模问题、浮体与潜体艏摇运
测深信息同步定位与建图(Bathymetric Simultaneous Localization and Mapping,BSLAM)技术能够为自主水下航行器(Automous Underwater Vehicle,AUV)提供无时间累积误差的定位信息。AUV在航行过程中根据估计的位置信息和获得的地形信息,校正自身位姿并通过与历史测绘信息匹配进行闭环检测,同时构建或更新已构建的地图,最终形成精确
伴随人类对海洋资源需求的不断增大,智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)逐渐成为人类探索和开发海洋的重要工具。在运动执行器的布局方面,由于X舵相比于十字舵,一般具有横向尺度不超宽、垂向尺度不突出基线以及操纵冗余等特点,逐渐被科研人员采纳而应用于新型智能水下机器人的设计中。与传统十字形艉舵布局的AUV控制相比,X舵这种特殊的布局形式,会产生很多不同于十字
鱼类灵活高效的游动能力一直是人们致力模仿的对象,其卓越的游动性能也一直是人们致力研究的重要课题,目前,仿生拍动翼和摆动尾鳍推进的水动力性能研究已经取得了很多有价值的成果。虽然人们已经研制了多种基于生物原型的仿生机器鱼,但是鱼利用胸鳍的运动和变形来产生推力、控制姿态使其稳定运动的过程涉及到许多的生物学力学的基础问题,因此目前所研制的样机性能与真实鱼类相比,在机动性、推进效率等方面还存在差距。  目前
学位
水下爆炸与舰船结构的相互作用是个复杂的物理现象,水下爆炸所形成的冲击波、气泡以及空化二次加载载荷严重地威胁到舰船结构的生命力。该物理过程涉及到激波捕捉、气液两相间的物态变化、气液多相交界面大变形、非线性瞬态流固耦合、结构的塑性变形等一系列关键的核心问题。为克服冲击波波前失真、压力幅值缺失等固有的计算难点,本文依据声学有限元理论与局部间断伽辽金方法,改进了声固耦合算法,建立了高精度高效率的远场水下爆
学位