大陣列中子譜儀的標定和集成技術.pdf

1、以強激光為驅動器的慣性約束核聚變(ICF)研究旨在跟蹤研究利用強激光技術發(fā)展起來的慣性約束聚變研究技術，對國民經濟、軍事應用以及基礎學科探索都有著重要而特殊的意義。 ICF實驗研究的核心問題是實現(xiàn)高溫高密度熱核點火，研究聚變燃料離子溫度Ti和高壓縮狀態(tài)下的燃料面密度是極其重要的。通過測量初級中子能譜的離散大小就可以得到燃料離子溫度；而通過測量次級中子能譜，可以給出高密度壓縮狀態(tài)下的燃料面密度。在神光-Ⅲ原型裝置上

2、進行的ICF實驗，次級中子產額僅105～106。為了在這樣低中子產額條件下獲得燃料離子溫度Ti和燃料面密度，需要建立一套大陣列中子探測器測量中子的飛行時間譜。 在“神光Ⅲ”原型上的大陣列中子探測器共有960個通道，中子飛行距離為16.67米，其次級DT中子探測水平要求達到4×105，中子飛行時間譜時間分辨對應的中子能量分辨(FWHM)要求達到90keV。同時大陣列中子探測器測得的中子飛行時間港總的時間分辨要求達到1.0n

3、s，其中電子學系統(tǒng)總體時間分辨更是要求達到100ps。因此為確保中子探測器陣列的順利建成，首先研制了一個16通道的探測器小系統(tǒng)。 通過實驗室條件下的宇宙線測試結果表明，探測器小系統(tǒng)的電子學性能達到了設計要求。但現(xiàn)場打靶的實驗結果表明，由于ICF實驗中X射線產生的信號幅度高達-50v，使前置放大器電路進入飽和，從而影響了次級中子產生的信號波形，因此探測器小系統(tǒng)需要進行針對性的改進。本文介紹了小系統(tǒng)接收端電路的改進方案，測試結果表明

4、，改進后的電路達到了預期要求。 對于多通道系統(tǒng)，必然會存在通道間的差異。用于神光-Ⅲ原型裝置的大陣列中子探測器有960個獨立通道，其結構復雜，技術水平較高，造價昂貴，各通道之間的一致性也要求很高，因此必須對探測器陣列系統(tǒng)進行標定。本文探討了大陣列中子探測器陣列的標定技術，建立了標定數(shù)據(jù)庫。當中子探測器陣列運行時，就可以實現(xiàn)對時間及幅度測量的刻度修正。 本論文的主要創(chuàng)新之處在于： (1)根據(jù)ICF現(xiàn)場試驗的測試結果