用于单粒子效应辐照实验的CYCIAE-100白光中子源研究 - 陈启明; 鲍杰; 马旭; 郭刚; 赵树勇; 张峥; 韩金华; 张付强; 李汪田 (原子能科学技术, 2023)
TL11%O571.1; 中子诱发单粒子效应会影响航空飞行器和地面核设施用电子器件的可靠性.基于质子加速器打靶产生的白光中子束是研究电子器件中子单粒子效应的重要中子源.通过开展辐照实验获取器件中子单粒子效应截面或阈值等信息,能够预测器件在中子辐射环境中的失效率,并为有针对性抗辐射加固提供数据支撑.中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器(CYCIAE-100)通过质子轰击W靶发生散裂反应可以产生具有连续能量的白光中子.本文基于核反应理论,采用蒙特卡罗方法模拟了100 MeV质子与W靶相互作用产生的中子的产额、能谱和角分布,模拟结果表明,平均1个100 MeV质子可以产生0.33个中子;中子能量范围为0～100 MeV,且随着能量的增加中子注量先增加后减小,峰值在1 MeV附近;沿质子束方向中子角分布具有轴对称性,且随着出射角的增加,中子注量先减小后增加,在90°时,中子注量最小.选取0°出射方向的中子束开展单粒子效应实验,采用基于双液闪探测器的中子飞行时间法测量白光中子能谱,获得了能量范围为3～100 MeV的中子能谱,且当质子束为100 MeV/1μA时,在距离W靶15 m处的中子注量率为3.3×104 cm-2·s-1,满足中子单粒子效应实验要求.