开展中子散射工作是建造中国先进研究堆(简称CARR)的王要目的之一，建造有关的中子散射谱仪及相关设备是CARR工程的一部分。中子导管系统在中子散射工程中扮演着重要角色，据统计目前国际上大约有超过1/2的中子散射谱仪安装在导管上。由于中子导管的传输性能直接影响到导管后谱仪的性能，导管系统造价昂贵，堆内导管安装完成后更换难度很大等诸多原因，在建造之前的设计工作必须非常地慎重。为避免设计失误，降低风险，节省经费，优化设备性能，必须进行周到、细致的设计，并对导管参数进行模拟优化。在经过充分的调研和与国外专家探讨后，我们对中子导管系统进行了初步设计。本人参考日本NEUGT程序，完成了中子导管蒙特卡罗模拟计算程序NGT2002的开发，它在完成理想中子导管传输效率及中子分布计算的基础上，考虑了中子导管的宽度尺寸制造误差、水平安装调整误差等因素，可以通过对导管系统的模拟，给出宽度尺寸制造误差、安装调整误差的限度。在中子导管系统的初步设计的基础上，本论文使用NGT2002对中子导管系统的参数进行了优化，详细介绍了中子导管蒙特卡罗模拟程序NGT2002，并使用此程序对安装在冷源水平孔道HT1上的冷中子导管CNG1和CNG2进行了模拟研究及优化设计，提供了冷中子导管系统的各项优化参数和导管单元的物理指标，完成了中子导管系统的物理设计。 目前国际上有多种中子散射设备模拟软件，如MCSTAS、VITESS、IDEAS和NISP等，这些软件包各具特色，但都是以理想情况为出发点进行模拟计算。在中子导管的设计和调研中，我们发现，中子导管系统的制造精度、安装调整误差等因素对中子导管系统的设计、选购、安装调整具有非常重要的影响，而上述这些软件均无法解决这个问题。日本的NEUGT程序可以对安装调整误差进行模拟，但由于它是使用早期Fortran语言编写的解析计算程序，使用不方便，运行速度慢，而且无法对超镜导管进行模拟。因此，本人参考NEUGT程序，开发了中子导管蒙特卡罗模拟计算程序NGT2002。此软件不仅能够完成理想情况下中子导管传输效率、中子通量分布等计算任务，而且由于在程序中加入了对中子导管宽度尺寸加工误中国原子能科学研究院博士学位论文差、水平安装调整误差的考虑，使程序的计算模型与实际导管系统的物理情况更加接近，计算结果与真实情况更加吻合。因此，可以使用本程序进行中子导管系统的参数优化，并给出导管系统宽度几何尺寸制造误差、水平安装调整误差的限度，对导管系统的设计、选购、安装调整工作进行指导。这项工作按照如下两步进行: 首先，验证此程序计算结果的收敛性，即此程序计算结果的唯一性。并使用此程序对由Yuj 1 KAwABATA等人在日本JAERI进行的导管实验进行模拟，将模拟计算的结果与实验结果进行对比，结果符合较好;使用此程序与其他国际通用程序在相同模拟条件下进行模拟计算，模拟计算结果较好地吻合，说明此程序的计算结果是可信的。 然后，使用该程序对导管CNGI和CNGZ进行了模拟，从堆内导管与冷源距离、导管单元的几何尺寸、堆外弯导管、堆外直导管等几个方面分别进行了模拟计算，最后从整个导管系统的角度对优化的导管参数进行评估。确定了堆内导管长度为2200Inln，其与冷源距离为1965Inm，超镜导管的寿命大于8年;得出了超镜弯导管传输特性曲线，对弯导管的特征波长影响进行评估、确定了弯导管长度系数等参数，对于导管CNGI，弯导管的特征波长为0.Znm，长度为Zlm;对导管CNGZ，弯导管的特征波长为0.4nm，长度为llm;通过对各种长度的直导管传输效率和中子束流准直情况的研究，确定导管CNGI的直导管为11m长，导管CNGZ的直导管为gm长;通过对各种误差条件下导管性能的研究，确定了导管的宽度几何尺 寸制造误差范围小于等于0.02Inln;宽度几何尺寸调整误差范围小于等于0.02Inln; 角度调整误差范围小于等于2秒。以这些结果为依据，完成了对CARR堆中子导 管系统的设计与优化。 关键词:中国先进研究堆:中子散射;蒙特卡罗模拟;NGT2002;冷中子导管; 制造误差;安装调整误差