CSNS費米斬波器樣機中子狹縫包設計

郭 娟蔡偉亮耿艷勝王 平張 鴻

1（深圳大學 物理與光電工程學院 深圳518060）

2（中國科學院高能物理研究所 北京100049）

3（散裂中子源科學中心 東莞523803）

中國散裂中子源（China Spallation Neutron Source，CSNS）是我國建造的第一臺脈沖中子源，綜合性能位居世界前列，CSNS的建設極大地促進中子散射應用相關的眾多學科領域的快速發展［1］。基于飛行時間技術和中子非彈性散射技術的中子非彈性散射譜儀（簡稱非彈譜儀）是散裂中子源重要的組成部分，費米斬波器是非彈譜儀用于選擇準單色脈沖中子的關鍵設備，最早由Fermi等［2］于1947年研制出樣機，用以測量硼、釓、鏑和金的中子速度相關截面。費米斬波器通過由吸收材料和透明材料層疊而成狹縫包的高速旋轉，對中子束流進行斬波，使入射樣品的中子為單一已知能量，結合探測器探測到的經樣品散射后的中子的飛行時間和散射角，獲得樣品中原子/分子的動量（三維）、能量和強度信息，進而實現對物質微觀結構的研究。

費米斬波器性能影響非彈譜儀能量分辨率和計數率，屬于CSNS非彈譜儀工程建設不可缺少的關鍵設備，但目前僅有國外極少數廠家可以提供，容易受國際環境影響導致無法提供，為確保CSNS非彈譜儀工程建設成功，CSNS在成功研制T0斬波器和帶寬斬波器的基礎上，啟動了費米斬波器樣機國產化自主研制項目，一方面可以降低成本，解決受制于人的局面，另一方面可以更好地根據譜儀的需求和特點自主靈活設計，方便運行維護。中……