英國國家物理實驗室 (NPL) 與總部位于瑞士的歐洲核子研究中心 (CERN)、歐洲核研究組織(前身為歐洲核研究委員會)簽署了一份諒解備忘錄 (MOU)。根據(jù)諒解備忘錄,NPL 將加入 CERN 的中子飛行時間設施 (n_TOF) 進行旨在造福于先進核反應堆、燃料循環(huán)和核聚變的研究。
CERN 的 n_TOF 使用具有寬能量范圍的高強度中子束來精確測量中子相關過程,包括中子-核相互作用。 NPL 打算“對與新核技術開發(fā)相關的中子誘發(fā)核反應進行精確的橫截面測量”,并將尋求研究在一系列材料中產(chǎn)生氫、氚和氦的反應。 NPL 表示,這將支持“氚增殖層、面向等離子體的裝甲部件以及反應堆部件抗輻射損傷壽命的開發(fā),所有這些都是聚變商業(yè)化的關鍵”。
NPL 核與輻射科學與計量學研究員 Paddy Regan 教授表示:“CERN 和 NPL 之間關于 n_TOF 合作的新正式協(xié)議應該會改變英國中子研究能力和影響力。特別是,擬議的未來與下一代核裂變和核聚變研究相關的國際研究計劃是這項工作的國際前沿。”
NPL 希望歐洲核子研究中心未來的實驗項目能夠“對下一代裂變和聚變反應堆進行更可靠的模擬和操作理解”。它還將與曼徹斯特大學、約克大學、薩里大學、伯明翰大學和蘭卡斯特大學以及英國原子能管理局密切合作。
n_TOF 產(chǎn)生的寬能量范圍和高強度中子束用于對中子相關過程進行精確測量。為了產(chǎn)生中子,質子同步加速器發(fā)出的脈沖質子束射向鉛靶。當光束撞擊時,每個質子會產(chǎn)生大約 300 個中子。最初的快中子首先被鉛靶減速,然后被含水的板減速。一些中子在穿過目標時比其他中子減慢得更多,從而產(chǎn)生一系列中子能量。
中子飛行時間測量有助于理解核數(shù)據(jù)。全世界只有少數(shù)飛行時間設施,每個設施都有自己的特點。 n_TOF 的優(yōu)勢在于它可以覆蓋的能量范圍大,以及每個脈沖的中子數(shù)量多。