科学家们已基本完成高分辨率中子谱仪(HRNS)的研发工作，该系统将用于测量ITER反应堆预期的整个聚变功率范围内等离子体发射的中子数量和能量。
研究团队表示，HRNS是ITER重要的等离子体诊断装置之一，其作用是对等离子体核心中的nt/nd比进行中子测量。它与其他ITER诊断装置共存，成为高效、精确进行等离子体诊断的有力工具。
科学家指出，ITER托卡马克的复杂性带来了诸多此前未被视为首要考虑的变量，如探测器区域的磁场或高温。
“HRNS为我们提供了有关反应室内氘和氚(氢同位素)比例的信息。”描述该谱仪文章的第一作者、IFJ PAN的Jan Dankowski博士称，“测量等离子体中两个主要反应产生的快中子布居，可直接指示燃料成分、离子温度和燃烧质量。在ITER和未来的反应堆中，这将成为控制和优化反应堆运行的关键工具。”
Dankowski强调，缺乏这些信息意味着失去最重要的等离子体诊断工具之一，会严重阻碍ITER的科学研究和未来动力反应堆的安全运行。
该谱仪设计是克拉科夫波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)、乌普萨拉大学和米兰等离子体科学与技术研究所的物理学家和工程师共同努力的成果，且与ITER组织密切合作开发。
科学家发现，氢同位素的原子核会形成等离子体，这些带电等离子体可通过反应堆(托卡马克)环形真空室内的磁场与壁面隔离。研究人员还指出，必须额外加热等离子体，使其达到1.5亿开尔文的温度，才能保证反应正常进行。聚变过程中产生的高能中子呈电中性，会逃逸到托卡马克壁上，从而回收大部分产生的能量(最终在与锂碰撞时生成氚)。
研究小组透露，为确保HRNS谱仪在ITER反应堆预期的各种条件下运行，需将其分成四个独立的子组件。每个子组件都是单独的谱仪，按不同原理运行，且设计用于不同的中子通量强度范围。
来自IFJ PAN的物理学家正在开发第一个子组件——TPR(薄箔质子反冲)。在此过程中，中子将质子从薄聚乙烯箔中撞出，其散射角度取决于中子能量，近100个硅探测器负责探测质子。据新闻稿称，第二个子组件是NDD(中子金刚石探测器)谱仪，由十几个金刚石探测器记录中子。
最后两个子组件FTOF(前向飞行时间)和BTOF(后向散射飞行时间)测量中子的飞行时间，并根据速度估算中子动能。其中，FTOF分析保持与原始运动方向相似的中子，BTOF分析以大角度散射的中子。
物理学家透露，HRNS谱仪将安装在聚变室周围一堵厚厚的混凝土防护墙后面，靠近一个直径几厘米的开口，以便探测等离子体中心产生的中子。根据反应堆功率不同，中子通量将发生巨大变化，达到每平方厘米每秒数亿个粒子。
