惯性约束核聚变中子飞行时间谱仪的时间测量插件-免费文档

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1、本文档下载自文档下载网，内容可能不完整，您可以点击以下网址继续阅读或下载：http://www.mianfeiwendang.com/doc/e91ab46f293de21a5584cb48惯性约束核聚变实验中子飞行时间谱仪的时间测量插件大型的惯性约束核聚变(ICF)设施都采用中子飞行时间(nTOF)探测系统测量离子温度。大阵列中子探测器系统作为国际上使用的最主要探测手段,已成为ICF诊断平均密度半径积(ρR)的标准技术。用于“神光Ⅲ”原型及主机的灵敏中子探测器阵列的时间分辨期望达到1ns,为此探测器后的电子学系统的时间分辨期望达到100ps。采用ACAM公司的GP

2、2作为时间测量插件的核心芯片,我们研制了基维普资讯http://www.mianfeiwendang.com第30卷第3期2007年3月核技术No._.3LAEHNQSUCERTCIUEac07rh2o惯性约束核聚变实验中子飞行时间谱仪的时间测量插件张岳华李锋金革虞孝麒江晓合肥202)306(安徽省物理电子学重点实验室，中国科学技术大学摘要大型的惯性约束核聚变(F设施都采用中子飞行时间(TF探测系统测量离子温度。大阵列中子探测I)CnO)器系统作为国际上使用的最主要探测手段，已成为IFC诊断平均密度半径积(R的标准技术。于“p)用神光Ⅲ”原型及主机的灵敏中子探测器阵

3、列的时间分辨期望达到1n,s为此探测器后的电子学系统的时间分辨期望达到10s采用AA公司的G20。pCMP作为时间测量插件的核心芯片，我们研制了基于VME总线的多通道TCD时间测量插件，其时间分辨小于6p。1s关键词惯性约束聚变，中子飞行时间，G2DP,TC,VME总线T242P7.中图分类号CIF实验中的nOtTF】由强激光引起的惯性约束核聚变(F实验中，I)C反应物(燃料)离子温度和平均密度半径积()是两个重要参量。实验中聚变产生单能的中子(D反D应产生的中子能量为25V;D反应产生的中.4MeT子能量为1.Me)41V,燃料离子热运动会造成单能中子的能量离散，

4、测量到离散大小就可以得到离子温度uJ。一个大型IFC激光聚变http://www.mianfeiwendang.com/doc/e91ab46f293de21a5584cb48设施，如NVOA、OGMEA等，通常采用中子飞行时间(O)nF探测系T统测量中子产额和中子能谱。因为IFC靶核在空间上可以近似看成点源，在时间上可以看作同时产生，中子飞越到探测器过程中基本上不发生碰撞，因而可以用飞行时间技术来测量中子能谱。中子到达探测器的时间与中子的能量相对应，中子到达探测器的时间离散△与燃料离子温度之间的关系可由下f面的公式给出：由快塑料闪烁体、快光电倍加管和高带宽瞬态数字

5、化仪(或高带宽示波器)等组成。但是在低中子产额条件下，传统的电流模式noTF探测器系统由于受到探测器中子接收面积的限制，很难测量得到精确的飞行时间谱，因而给离子温度诊断带来很大误差。用单中子作用探测器阵列测量飞行时间谱，可以在低产额情况下保持好的时间分辨又具有高的灵敏度。单中子作用探测器阵列又称为灵敏中子谱仪(N)SS。例如大型闪烁体阵列LNA就是一个单中aS子作用探测器阵列的中子谱仪【,3安装在美国uL]的NVOA装置靶室下部凹坑中，由90它6个中子探测器单元阵列组成，每一个单元有一个1c0m×1c0m×1c大小的中子灵敏液体闪烁体，光信号0m

6、耦合到光电倍加管。光电倍加管输出电信号分成两路，一路输入到前沿定时甄别器，产生定时逻辑信号；另一路是模拟信号。定时逻辑信号输入TC;D模拟信号输入到电荷积分AC,D可以用来进行幅度时间游动校正。最后由数据获取系统记录各通道的TC和AC数据。LNA能够测量低到2x0DDaS.31中子产额的中子飞行时间谱(距离，10个击2m00中),装置中采用的铅屏蔽和准直措施保证低的x射线和Y射线本底，允许测量次级和第三代中子谱，不仅能诊断燃料的离子温度，而且是IFC诊断中测量重要参数平均密度半径积()的一种新的先进方法。07d/(t.8T=7a/对应DD反应)A=.2xi(Dt01

7、d/对应T反应)-2T其中△为中子飞行时间的半高全宽FMr￣http://www.mianfeiwendang.com/doc/e91ab46f293de21a5584cb48s,fWHon)d为靶核到探测器的距离()为离子温度(V。m,k)e如果离子温度为4kV、距离为1A分别为e0m,t1.sD和24sD)55n(D).n(T。64记录和分析探测器输出的电流波形就可以得到△值，从而求得离子温度，因而称其为电流模式f(urtoe。Crnmd)基于电流模式的nOe—TF探测器系统博士点基金项目(05384200507)资助第一作者：张岳华，男，17年出生，现为中