Energy-resolved neutron imaging is an effective way to investigate the internal structure and residual stress of materials. Different sample sizes have varying requirements for the detector's imaging field of view (FOV) and spatial resolution. Therefore, a dual-mode energy-resolved neutron imaging detector was developed, which mainly consisted of a neutron scintillator screen, a mirror, imaging lenses, and a time-stamping optical fast camera. This detector could operate in a large FOV mode or a high spatial resolution mode. To evaluate the performance of the detector, the neutron wavelength spectra and the multiple spatial resolution tests were conducted at CSNS. The results demonstrated that the detector accurately measured the neutron wavelength spectra selected by a bandwidth chopper. The best spatial resolution was about 20 ㎛ in high spatial resolution mode after event reconstruction, and a FOV of 45.0 mm × 45.0 mm was obtained in large FOV mode. The feasibility was validated to change the spatial resolution and FOV by replacing the scintillator screen and adjusting the lens magnification.
A solid tungsten target was used at the China Spallation Neutron Source (CSNS) with 100 kW proton beam power. To improve the lifetime, hot isostatic pressing (HIP) process was selected to bond tantalum cladding with tungsten plates. Radioactive isotope 182Ta, an activation product of tantalum, was found in the cooling water after a period of operation, however, no radioactive isotopes of 187W was found, which shows the tantalum layer remained mostly intact. The CSNS Target-1 had been operating safely for three years and was replaced by Target-2 in August 2020.
Gadolinium oxysulfide (GOS) is regarded as a novel scintillator for the realization of ultra-high spatial resolution in neutron imaging. Monte Carlo simulations of GOS scintillator show that the capability of its spatial resolution is towards the micron level. Through the time-of-flight method, the light output of a GOS scintillator was measured to be 217 photons per captured neutron, ~100 times lower than that of a ZnS/LiF:Ag scintillator. A detector prototype has been developed to evaluate the imaging solution with the GOS scintillator by neutron beam tests. The measured spatial resolution is ~36 ㎛ (28 line pairs/mm) at the modulation transfer function (MTF) of 10%, mainly limited by the low experimental collimation ratio of the beamline. The weak light output of the GOS scintillator requires an enormous increase in the neutron flux to reduce the exposure time for practical applications.
A series of high gradient superconducting magnetic separator (HGMS) for kaolin has been developed. It is used for processing kaolin to increase the brightness or whiteness whether it is for paper or ceramic applications. The HGMS system mainly consists of a solenoid magnet with a zero boil-off helium cryostat, a double reciprocating canisters system, and a PLC (Process Logic Controller) fully automatic control system based on SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system. We have successfully developed CGC-5.5/300 and CGC-5.0/500 HGMS systems in the recent years, and now three sets of them are on-site operation in different customers. This paper will present recent progress of the HGMS system, the results of some experiments on processing kaolin clay used HGMS, and the on-site operation.
The activation method of metallic foils is an important technique to measure the flux and energy of proton beams. In this paper, the method was used to measure the CSNS APEP proton flux at seven nominal proton energies ranging from 10 MeV to 70 MeV for beam spot sizes of the 20 mm × 20 mm and 50 mm × 50 mm. The reactions of natTi(p, x)48V, natNi(p, x)57Ni, natCu(p, x)58Co, and 27Al(p, x)24Na were employed to measure the proton beam flux with a range of 107-109 p/cm2/s. Furthermore, we also proposed a method using the activity ratio with a stacked-foil target to determine the energy spread of a Gaussian-like distribution for different nominal proton energies. The optimal combinations of Al, Cu, Ti, Ni, Mo, Fe, Nb, and In foils were adopted for the proton energies. The measured energy spreads for degraded beams of 30 MeV-70 MeV were found to be smaller than 10.00%.
The contents of current physics textbooks in Korean high school and those of the forergn country (America and Japan)have been investigated. Especially the contents related to energy have been examined. Comparing and analyzing the results, we have suggested the method of improvement of the energy education in high school curriculum.
Metal-vapor-vacuum-arc ion source is an ideal source for both high current metal ion implanter and high current plasma thin-film deposition systems. It uses the direct evaporation of metal from surface of cathode by vacuum arc to produce a very high flux of ion plasmas. The MEVVA ion source, the high-current metal-ion implanter and high-current magnetic-field-filtered plasma thin-film deposition systems developed in Beijing Normal University are introduced in this paper.
The Multi-Physics (MP) instrument is one of 20 neutron spectrometers planned in the China Spallation Neutron Source (CSNS). This paper presents a shielding calculation for the MP instrument using Monte Carlo codes MCNPX and FLUKA. First, the neutrons that escape from the CSNS decoupled water moderator and are delivered to the beam line of the MP instrument are calculated to use as the source term of the shielding calculation. Then, to validate the calculation method based on multiple variance reduction techniques, a cross check between MCNPX and FLUKA codes is performed by comparing the calculation results of the dose rate distribution on a simplified beam line model. Finally, a complete geometry model of the MP instrument is set up, and the primary parameters for the shielding design are obtained according to the calculated dose rate map considering different worst-case scenarios.
The development of accelerator science and technology has been accommodating ever increasing demand from scientific community of the beam energy and intensity of proton beams. The use of high-powered proton beams has extended from the traditional application of nuclear and high-energy physics to other applications, including spallation neutron source replacing nuclear reactor, nuclear actinide transmutation, energy amplification reactors. This article attempts to review development of proton accelerator, both linear and circular, and issues related to the proton beam energy, intensity as well as its output power. For related accelerator physics and technical review, one should refer to the recent article in the Reviews of Modem Physics [1]
고에너지물리학의 거대강입자충돌실험(LHC)에서 생산되는 데이터양은 연간 $12\~14$PetaByte이므로 이러한 데이터를 분석하기 위해서 기존의 전산개념으로는 자료 처리하기가 불가능하다. 그러므로 새로운 개념의 대용량 자료 처리를 위한 분산 처리 시스템이 필요하며, 이와 관련하여 고에너지 물리 실험분야에서는 계층적 구조의 Tier-0, 1, 2의 지역데이터센터의 개념 및 그리드 개념을 도입하였다. LCG(LHC Computing Grid) 및 OSG(Open Science Grid)등의 그리드 팜을 이용하여 자료를 처리한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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