中子輻照損傷模擬裝置：解鎖極限環(huán)境材料行為的科學之鑰，精確至原子位移，預見十年之損，在核電站核心部件材料面臨中子轟擊的環(huán)境中，輻照損傷累積效應直接決定了反應堆的安全壽命；當衛(wèi)星電子系統(tǒng)穿越宇宙高能粒子場時，單粒子效應可能引發(fā)災難性故障；而新一代超寬禁帶半導體在深空探測中的應用，更需克服位移損傷與電離損傷的雙重挑戰(zhàn)，這些關乎重大戰(zhàn)略需求的問題，都需要一把打開微觀損傷機制大門的鑰匙——高保真、多場景、全周期中子輻照損傷模擬裝置。森朗裝備融合蒙特卡洛方法、離子束等效加速與多尺度建模技術，推出新一代中子輻照損傷模擬裝置，為科研與工程界提供從原子位移到宏觀性能退化的全鏈條解決方案。

中子輻照損傷模擬裝置，核心技術突破：精準再現輻照損傷的本質，中子輻照損傷模擬的科學價值，在于能否在實驗室環(huán)境中復現真實服役場景的材料損傷演化過程。森朗裝備通過三大技術突破，解決了傳統(tǒng)中子輻照實驗周期長、損傷機制分離、微觀信息缺失等核心痛點：多能域中子源生成技術14.1MeV聚變中子源：基于強流氘氚加速技術，實現1.1×1012n/s 的穩(wěn)定中子通量輸出，精準模擬聚變堆第一壁材料面臨的高能中子環(huán)境。旋轉氚靶系統(tǒng)突破10kW/cm2熱負載散熱瓶頸，靶點溫度控制在200℃以下，保障長期連續(xù)運行的可靠性。寬譜中子場調控：通過慢化器與濾波器的組合，實現熱中子(≤0.5eV) 到快中子(>1MeV) 的連續(xù)能譜覆蓋。支持：BNCT所需的10?n/cm2/s級熱中子束，裂變堆材料研究的eV~keV能區(qū)中子

空間輻射模擬的MeV級高能中子，離子束等效加速技術，針對中子輻照實驗周期長、成本高的痛點，裝置集成離子束等效輻照模塊：采用鐵離子束(Fe13+) 加速技術，實現1000億離子/秒 的流強，一天內等效輕水堆3dpa損傷，支持質子單粒子效應模擬：60MeV質子加速器提供10-60MeV連續(xù)可調 質子束，精確再現宇宙射線引發(fā)的位移損傷，純物理損傷機制：消除化學干擾，直接關聯原子離位與材料性能退化，多尺度損傷建模平臺，結合I2DM模擬平臺的創(chuàng)新算法，實現從原子碰撞到宏觀性能的跨尺度預測：微觀機制層：基于Geant4的位移損傷級聯模擬，計算PKA(初級離位原子)能譜分布，介觀演化層：分子動力學模擬缺陷簇形成與演化宏觀性能層：關聯ARC-dpa模型與材料力學性能參數，預測輻照脆化趨勢。

對比傳統(tǒng)中子源與森朗模擬裝置的技術參數：

技術指標       傳統(tǒng)研究堆             森朗模擬裝置                提升價值

最高通量       10?-10? n/cm2/s    1012 n/s (D-T源)          1000倍加速實驗

能譜范圍        固定能譜               0.025eV-14.1MeV        連續(xù)可調 一機覆蓋多場景

損傷率           0.1dpa/年             3dpa/天 (離子束模式)    百倍時效提升

空間分辨率     >1mm                  原子級損傷可視化         揭示微觀機制

實驗成本          百萬級/次             模塊化按需計費            降低50%投入

中子輻照損傷模擬裝置，應用價值矩陣：從核能安全到深空探索核能工業(yè)：延壽評估與安全屏障針對核電站堆腔混凝土、燃料包殼等關鍵部件，裝置提供：輻照損傷精確量化：結合PHITS程序計算NRT-dpa/ARC-dpa，預測316不銹鋼、鎢等材料在5000小時輻照后的離位原子數及氫氦產額壽命預測模型：對中國散裂中子源二期鎢靶的8.01dpa/y損傷進行演化模擬，支撐靶站維護方案優(yōu)化輻照脆化預警：提前發(fā)現反應堆壓力容器鋼的韌脆轉變溫度(DBTT)漂移航天科技：抗輻照加固設計針對衛(wèi)星用大功率IGBT、星載計算機芯片等空間電子系統(tǒng)：

宇宙中子單粒子效應：模擬4500V IGBT在大氣中子轟擊下的寄生閂鎖效應，定位失效敏感區(qū)位移損傷閾值測定：通過質子/中子耦合實驗，建立硅基材料閾值電壓漂移預測模型加固方案驗證：快速篩選抗輻照屏蔽材料與電路冗余設計方案前沿材料：新一代耐輻照材料開發(fā)

針對超寬禁帶半導體、聚變堆功能材料等：氧化鎵(Ga?O?)損傷機制解析：通過Geant4模擬揭示中子非彈性散射主導的位移損傷，指導深空探測器材料改性缺陷工程指導：結合二維材料輻照平臺I2DM，預測MoS?等材料的離子注入摻雜行為聚變堆面向等離子體材料：鎢基復合材料在14MeV中子下的氚滯留行為預測。

中子輻照損傷模擬裝置成功應用：從實驗室到工程現場：

案例一：核電站堆腔混凝土服役評估為核電集團構建混凝土中子輻照損傷數據庫，通過熱-力-輻照耦合模擬，預測C40混凝土在40年輻照后的抗壓強度衰減≤15% ，支撐“華龍一號"安全殼設計壽命認證。

案例二：8MW海上風電變流器抗輻照加固為科研院提供4500V IGBT加速輻照試驗，定位中子誘發(fā)單粒子燒毀(SEB)敏感區(qū)，優(yōu)化芯片終端設計。加固后模塊在等效10年海洋大氣輻照下失效率降低80%。

案例三：深空探測用氧化鎵探測器開發(fā)聯合北航材料學院，通過多能中子輻照+離子束等效實驗，明確Ga?O?的位移損傷閾值比Si高3個數量級，指導開發(fā)出耐101?n/cm2通量的日冕物質拋射探測器。以精準模擬預見材料未來，中子輻照損傷模擬裝置的價值不僅在于復現損傷，更在于揭示損傷演化的本質規(guī)律。森朗裝備通過多物理場耦合、跨尺度建模與等效加速實驗三位一體的技術方案：縮短研發(fā)周期：將傳統(tǒng)中子輻照實驗周期從年縮短至周，降低研發(fā)成本：模塊化服務模式降低單次實驗成本40%以上，提升預測精度：ARC-dpa模型使壽命預測誤差≤15%，當材料步入輻照環(huán)境，從核電站堆芯到木星軌道探測器，每一次原子位移都關乎系統(tǒng)存亡。森朗裝備愿以精準至原子的模擬技術，助您預見十年之損，掌控材料命運。精確至原子，方能預見未來。