计算物理 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (2): 241-247.DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8617
所属专题: 贺贤土院士从事科学研究工作60周年暨激光聚变相关研究进展专刊
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收稿日期:
2022-08-15
出版日期:
2023-03-25
发布日期:
2023-07-05
通讯作者:
乔宾
作者简介:
姚屹林, 男, 博士研究生, 研究方向为激光驱动中子源, E-mail: yylyyl@pku.edu.cn
基金资助:
Yilin YAO(), Zhenbo WU, Bin QIAO*(
)
Received:
2022-08-15
Online:
2023-03-25
Published:
2023-07-05
Contact:
Bin QIAO
摘要:
概述激光驱动束靶相互作用产生中子的蒙特卡罗程序MCNRC的程序设计和进展。详细阐述MCNRC中的离子输运过程和中子产生过程中应用的物理模型和数据库, 并展示MCNRC的模拟计算和实验数据或与其他模拟数据之间的比较。介绍该程序应用于质子锂反应、氘锂反应和锂质子反应, 三种基于不同核反应中子源的模拟计算, 计算结果表明, MCNRC对上述中子源具有较好的模拟能力。
姚屹林, 巫振波, 乔宾. 激光驱动束靶相互作用产生中子的蒙特卡罗程序[J]. 计算物理, 2023, 40(2): 241-247.
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图1 MCNRC中考虑的两个物理过程,离子输运过程和中子产生过程
Fig.1 The physical processes considered in the MCNRC contain ion transport processes and neutron production processes
图2 (a) MCNRC中针对质子锂反应使用的反应截面和阻止本领数据;(b) MCNRC模拟入射不同能量质子束产生的总中子产额与数值计算数据[38]的对比
Fig.2 (a) The reaction cross section and stopping power data used in MCNRC for the proton-lithium reaction; (b) The total neutron yield produced by incident proton beam with different energies simulated in MCNRC compared with the numerical calculation
图3 (a) MCNRC中针对氘锂反应使用的不同氘离子能量下0°双微分截面数据; (b) MCNRC模拟入射能量为13.4 MeV的氘离子入射锂靶中三种角度(0°,15°,30°)产生的中子能谱与实验数据[39]的对比
Fig.3 (a) The zero-degree double differential cross-section data for incident deuterons with different energies used in the MCNRC for the deuteron-lithium reactions; (b) The comparison of the neutron energy spectra at three angles (0°, 15°, 30°) produced by reactions between deuterons (Ed = 13.4 MeV) and lithium target with the experimental data
图4 (a) 不同能量锂离子与氢核反应产生中子的最大角度; (b) 通过坐标系转换计算出的锂质子反应零度角双微分截面与实验数据[40]的对比情况; (c) MCNRC模拟不同能量(13.5~16.5 MeV)的锂离子入射4 μm厚的CH2薄靶产生的前向中子能谱
Fig.4 (a) The maximum angles of neutron production from the reaction of lithium ion with hydrogen at different energies; (b) The comparison of zero-degree angle double differential cross section for the lithium proton reaction calculated by the coordinate system transformation with the experimental data; (c) The forward neutron energy spectra produced by MCNRC simulations The top figure displays lithium ions with different energies (13.5~16.5 MeV) incident on a thin 4 μm-thick CH2 target
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