神光III原型的nTOF探测器阵列：中子诊断与技术设计

"基于ICF实验的nTOF探测器阵列是针对国家在建的'神光III'原型——一个重要的惯性约束核聚变（ICF）诊断装置——所提出的新研究课题。该装置需要精确测量中子的诊断信息，因为ICF实验中的中子主要来自聚变反应，其能量和离子温度对于理解反应过程至关重要。nTOF（中子飞行时间）技术被选择用于这种测量，因为ICF靶点的微小尺寸和极快反应时间使得中子在到达探测器前几乎没有散射，从而可以直接测量其飞行时间。 目前，国际上已有多个大型ICF实验设施采用了大面积闪烁探测器阵列，例如LaNSA、MEDUSA和MAMDALA等，这些设备能够处理大量的中子数据，为实验提供准确的能量和离子温度信息。'神光III'原型的nTOF探测器阵列由960个独立的闪烁体和光电倍增管组成，每个闪烁体具有中子敏感特性，放置在距离靶点约17米的位置，以捕捉DT反应产生的中子。每台探测器平均接收到0.1到0.5个计数，这相当于100到500个中子事件，通过组合这些数据，可以重建出详细的中子能谱和离子温度分布。 测量系统的核心部分包括闪烁体，它将中子能量转化为光信号，然后通过光电倍增管放大并转换为电信号。这些信号进一步传输到放大定时甄别器，该器件负责对信号进行时间和强度的处理，以提取中子到达时间信息。这种精密的nTOF系统设计对于'神光III'原型的成功运行至关重要，它不仅提高了中子诊断的精度，也为理解和优化ICF实验条件提供了关键的数据支持。" 该文章详细介绍了基于ICF实验的nTOF探测器阵列的设计理念、技术原理以及在'神光III'原型中的应用，强调了其在惯性约束核聚变研究中的核心作用，以及与国际上同类设施的对比和优势。此外，还提到了测量系统的组成及其工作流程，展示了作者团队在这一领域的深入研究和技术积累。