中国散裂中子源工程
      中国散裂中子源            高能物理研究所  
首 页 项目概况 白光中子源 繆子源 质子束 用户服务 文档服务器
 
当前位置:首页>束流扩展应用>白光中子源>国际上的白光中子源>白光中子源发展简介
白光中子源
白光中子源科学目标和意义
          核数据测量研究
          高能中子单粒子效应
          共振中子照相
          探测器标定
国际上的白光中子源
          白光中子源发展简介
          国际上主流的白光中子源装置
CSNS反角白光中子源项目设计方案
          CSNS靶站和反角中子特征
          Back-n中子束线
          白光中子源运行模式
          中子束流特征测量和监测
          C6D6谱仪-俘获截面测量
          FIXM谱仪-裂变截面测量
          NTOX谱仪-全截面测量
          LPDA谱仪-带电粒子出射
          FINDA谱仪-中子阵列谱仪
          GTAF-Ⅱ&Ⅲ谱仪-全吸收Gamma测量
          GAEA谱仪-在束Gamma谱测量
          共有电子学和数据获取
          共振中子成像系统
项目进展和实施计划
          初期建设阶段
          中期建设阶段
          远期规划
代表性文章
合作建设团队及主要联系人
 
白光中子源发展简介  

白光中子源是一个极其有用的核数据测量研究工具,可以为新型核能设施设计、核天体物理研究、基础物理科学以及核技术应用等领域提供关键核数据。核数据测量研究在国际上已开展近八十年,经历了单能点中子源和反应堆中子源、共振区白光中子源、全能区白光中子源核数据测量几个阶段。1960年代以前主要利用低能加速器通过d-Dd-Tp-Tp-7Li等反应产生具有一定强度的单能中子进行中子反应截面的测量工作。1960年代开始基于强流电子直线加速器的白光中子源相继在美国、前苏联、欧洲和日本等国建成。它能在共振中子能区(1eV-1MeV)提供强度较高的连续谱中子,其中,代表性的装置有美国ORNL国家实验室的ORELA和欧洲位于比利时GeelJRC/IRMM实验室的GELINA1980年代之后基于强流高能量质子加速器的白光中子源由于其脉冲中子强度高、中子能谱范围广(不仅含共振区中子,而且含快中子和中高能中子)等优势逐步取代了基于电子直线加速器的白光中子源,成为核数据测量的最有力工具。这方面的代表装置是美国LANL的基于800MeV质子加速器(LANSCE)建立的核数据测量装置和欧洲CERN的基于20GeV的质子同步加速器(PS)建立的核数据测量装置(n-TOF)。LANL设有共振中子靶站(Lujan Center Target-1)和快中子靶站(WNRTarget-4)。在Lujan CenterWNR上已分别建设了多条白光中子束线,并建立了包括测量中子辐射俘获截面的大型g探测器设备DANCE和中子探测器阵列FIGARO等在内很多台谱仪,它们在共振中子、快中子以及中高能中子能区测量了大量至关重要的核数据。日本则在位于TokaiJ-PARC大型质子加速器上利用3GeV散裂中子源靶站上慢化的中子建设了一个核数据测量束线ANNRI,可以开展几十eV及以下能区的核数据测量。

2018年之前,国内用于核数据测量的中子源主要有中国原子能科学研究院的中国先进研究堆(CARR堆)和13MV串列加速器(5SDH-2)、北京大学的4.5MV 静电加速器、兰州大学的300kV 中子发生器等。这些中子源的能量范围在0.01~42MeV之间,它们对中国的核数据研究包括中国自己的CENDL 核数据评价库做出了重要贡献,但是它们的能量并不连续(各个加速器可分别提供部分能量片段的中子束)且束流强度较低。随着我国先进核能技术研发、基础核物理和核天体物理研究等的需要,迫切需要一台能区宽、强度高的白光中子源装置以满足全方面核数据测量的要求。中国散裂中子源(CSNS)的建设为我国发展较高水平的白光中子源提供了很好的机会和条件,在CSNS上建设的是反角白光中子源(Back-n)即应运而生。Back-n的能谱峰值在1MeV附近,且能谱非常宽(0.5eV~200MeV之间),因此非常适合用于开展中子全能区的核数据测量工作。在CSNS-I设计打靶束流功率100kW运行条件下,实验厅中子注量率最高可达到2×107cm-2·s-1。为提高快中子的时间分辨,开发了CSNS加速器运行的多个模式,包括白光中子源专用模式,可在使时间分辨率在eV-100 MeV能区内均好于1%。反角白光中子源的顺利建成填补了我国白光中子源空白,并达到国际先进水平,满足国家多科学和应用领域急需的中子核数据测量研究的需要。

版权所有 © 中国科学院高能物理研究所 束流扩展应用