CMRR中子自旋回波譜儀引束導管模擬研究

王柏樺 黃朝強 王亭亭 孫光愛 王 燕

1（中國工程物理研究院 核物理與化學研究所 綿陽 621999）

2（中國工程物理研究院 中子物理學重點實驗室 綿陽 621999）

中子導管［1-2］是利用材料全反射特性傳輸中子束流的光學器件，一般分為直導管和彎導管兩大類型。直導管通過內壁全反射將中子輸運至遠離反應堆大廳的冷中子散射大廳，彎導管［3］因其彎曲特性可過濾掉直穿方向的γ射線與快中子本底。借助中子導管可拓展中子散射大廳安裝空間，提高散射大廳空間利用率。此外，利用中子導管還可對中子束流進行聚焦、分流及偏轉等操作，以滿足譜儀對中子束流強度、能譜及發散度等要求。

中國綿陽研究堆（China Mianyang Research Reactor，CMRR）有C1、C2和C3三條冷中子束，其中第三條冷中子導管（C3）有C31、C32及C33三個端口可為中子散射譜儀提供特征波長為0.5 nm的中子束流，擬采用由彎導管和直導管組成的引束導管，對C3冷中子導管C32端口上部30 mm（W）×30 mm（H）區域內的中子束流進行偏轉，為自旋回波譜儀提供中子束流。自旋回波譜儀擬采用0.4～1.2 nm的單色中子束，要求中子束流發散度較小［4］。因此，本文關注引束導管出口及樣品處如中子通量、能譜及束流發散度等中子束流特性。

國際上常用的中子散射譜儀模擬程序有McStas［5-6］、ⅤⅠTESS［7］、ⅠDELS［8］和 NⅠSP［9］等，由丹麥RⅠSΦ國家實驗室（RⅠSOE National Laboratory）與法國 ⅠLL（Ⅰnstitute Laue-Langevin）等機構共同開發的中子射線追蹤程序McStas是使用最為廣泛的程序之一。本文采用McStas 2.5對自旋回波譜儀引束導管中進行模擬計算，研究彎導管通道數、曲率半徑及超鏡因子（超鏡因子m定義為……