费米斩波器是中子非弹性散射谱仪上对中子束流进行单色化的关键设备,其性能影响谱仪的分辨率和计数率.费米斩波器的核心部件是由中子吸收材料和透明材料层叠而成的中子狭缝包,通过狭缝包的高速旋转选出多个单一波长的脉冲中子.中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)正在研制费米斩波器样机,基于样机研制要求设计了三种典型的狭缝包,通过使用McStas软件,模拟验证了设计方案的可行性.模拟结果表明:1)在0.02～0.50 nm的波长范围调整三种狭缝包的转速能够实现2％～10％的分辨率,中子衰减率和狭缝包透射率均能满足要求;2)三种狭缝包在600 Hz工作频率下的最佳入射波长各为0.165 nm、0.040 nm、0.023 nm,分别用于不同的工作波长范围;3)在分辨率较好的长波段,狭缝包可降速使用以提高中子通过率.该研究为CSNS费米斩波器的样机研制提供了物理参数,为下一步的样机狭缝包性能测试,以及非弹性散射谱仪费米斩波器中子狭缝包的设计提供了参考依据.
费米斩波器 中子狭缝包 单色中子 分辨率 中子通过率