基于神光Ⅲ原型中子活化樣品的“跑兔”試驗(yàn)系統(tǒng)的研制.pdf

1、在激光慣性約束聚變(以下簡(jiǎn)稱ICF)研究中，中子對(duì)診斷燃燒的燃料區(qū)特性特別有效。衡量ICF內(nèi)爆成功與否的最重要的標(biāo)志之一是中子產(chǎn)額。為了測(cè)量中子產(chǎn)額，我們發(fā)展了多種測(cè)量手段。氘氚(簡(jiǎn)寫為DT)中子產(chǎn)額大于10<'7>，常用活化法來(lái)測(cè)量。在中子活化分析中，樣品的傳輸系統(tǒng)是其基本設(shè)備之一，我們把樣品的氣動(dòng)傳送系統(tǒng)稱為“跑兔”系統(tǒng)。輻照后，Cu活化樣品需從輻照位置迅速轉(zhuǎn)移到放射性活度測(cè)量位置，神光Ⅲ原型裝置靶室距離放射性活度測(cè)量位置約有30m

2、～50m，人員不便進(jìn)入靶場(chǎng)取輻照樣品。在這種需要快速傳輸樣品且人工操作不便的情況下，“跑兔”裝置的應(yīng)用是必要的。跑兔裝置已經(jīng)成功地應(yīng)用于加速器、反應(yīng)堆、醫(yī)學(xué)等多種領(lǐng)域，與同類裝置相比，國(guó)內(nèi)外此類裝置傳輸樣品尺寸和質(zhì)量都較小，直徑小至幾毫米，大至35mm；我們?cè)O(shè)計(jì)的“跑兔”系統(tǒng)的特殊性在于涉及的中子活化樣品體積大(～Φ50mmxlomm)，質(zhì)量大(～200g)，傳輸距離長(zhǎng)(約30m～50m，)。本論文研制了一套基于神光Ⅲ原型的“跑兔”裝置

3、的試驗(yàn)系統(tǒng)，用于傳輸中子活化分析用的輻照樣品。本論文主要的創(chuàng)新點(diǎn)及創(chuàng)造性工作如下： 根據(jù)樣品的運(yùn)動(dòng)特性建立了數(shù)學(xué)模型，利用matlab編寫程序，詳細(xì)計(jì)算并分析了樣品傳輸過(guò)程中氣源壓力、潤(rùn)滑劑粘滯系數(shù)及樣品盒與管壁的間距對(duì)樣品速度的影響。計(jì)算結(jié)果表明，跑兔裝置可在2.27s的時(shí)間范圍內(nèi)將樣品傳輸?shù)街付ㄎ恢谩ＤM計(jì)算的結(jié)果對(duì)跑兔裝置中氣動(dòng)部分的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)參考。 針對(duì)跑兔裝置中氣動(dòng)部分，對(duì)氣動(dòng)所需的元器件如空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐等

4、進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并比較選定了滿足跑兔裝置應(yīng)用要求的氣動(dòng)元器件。并且設(shè)計(jì)加工了樣品盒、密封裝置及管道連接件等。 設(shè)計(jì)了時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)比較分析選取了速度檢測(cè)所需的傳感器，及定位用的光電開(kāi)關(guān)，繪制了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接線路圖，運(yùn)用VB語(yǔ)言編制了樣品速度測(cè)量系統(tǒng)的軟件。 對(duì)跑兔裝置進(jìn)行了安裝調(diào)試，測(cè)得了各條件下樣品運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔，并繪制了樣品運(yùn)動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)曲線圖。與理論計(jì)算值比較，分析了造成實(shí)際值與理論值相差的主要原因。并對(duì)