(n,p)激发函数一种新的半经验计算方法

基于核反应蒸发模型和预平衡激子模型,在一些近似条件下得到了入射能量小于20MeV的(n,p)的激发函数解析半经验表达式,靶核在23≤A≤209的范围内,利用大量(n,p)反应的截面实验数据对可调参数进行了研究,得到了参数对靶核的N和Z以及中子入射能量的依赖关系,对得到的参数做了定性的解释,利用普适参数对(n,p)反应的激发函数做了预言,预言值在其误差范围内与实验数据一致。     

快中子(n,α)和(n,p)反应的研究

快中子核反应数据,不论对反应堆和聚变堆的设计,还是对核反应机制和核结构的研究及其理论的发展均有着重要的意义．由于屏栅电离室的诸多特点,被用于快中子核反应截面、能谱及双微分截面的测量．作为系统研究的一部分,利用屏栅电离室在北京大学４．５ＭＶ静电加速器上和在４～７ＭｅＶ能区内,对４０Ｃａ、６４Ｚｎ、５８Ｎｉ、５４Ｆｅ、３９Ｋ的（ｎ,α）反应进行了成功的测量,并对５８Ｎｉ的（ｎ,ｐ）反应进行了初步的测量．实验给出了反应中出射粒子的微分能谱、角分布和反应截面．从测量结果来看,在所测能区内,角分布大致是９０°对称的,说明在此能区复合核反应机制起主要作用．The study of the charged particle emission reactions induced by 3～7 MeV fast neutrons is of considerable interest for both nuclear applications and the understanding of basic nuclear problems. For its many merits, twin gridded ionization chamber is used in the studies of (n,α) and (n,p) reactions. As a part of systematic investigation, the (n,α) reactions for some nuclei, such as 40 Ca, 64 Zn, 58 Ni, 54 Fe, 39 K have been studied. Cross sections...     

替代反应法测量锕系核(n,f)和(n,xn)截面

对于某些中子反应截面,在直接测量上存在困难。为了获得那些对核能发展极其重要的核数据,人们提出替代反应法,即利用带电粒子代替中子进行反应,从而实现中子反应截面间接测量的方法。现有替代反应一般采用非弹激发、转移等周边反应,涉及的角动量远比中子反应的大,需要理论修正,这造成了一定的困难。有鉴于此,提出利用轻带电离子的俘获反应作为替代反应,其复合核自旋与中子反应的相当,有效避免了自旋修正的困难。根据这个思路,采用236U的（α,f）和（α,2n）反应作为替代反应,成功提取了239Pu的（n,f）和（n,2n）反应截面,与ENDFB7评价库数据在误差范围内符合较好,表明了替代反应法的优越性,可以在核数据测量中推广应用。There are always difficulties in the direct measurement of reactions induced by neutron, in order to obtain the neutron induced nuclear reaction data which are extremely important for nuclear power development, the surrogate reaction method, which uses charged particles instead of neutron, was proposed. The existing surrogate reaction method generally chooses peripheral reaction as the surrogate reaction, such as inelastic scattering excitation or transfer reaction. As a result, the angular momentum involved is always far larger than the neutron induced reaction, which causes difficulties in the theoretical calculation. Because of this, we proposed to use light-ion capture reaction as the surrogate reaction, the compound nuclei spin is similar with that of the neutron induced reaction, so that the difficulties in spin correction can be effectively avoided. Based on this idea, the 239Pu(n, f) and (n, 2n) reaction cross sections were successfully extracted using 236U(α,f) and (α,2n) reactions as the surrogate reaction. The results coincide well with the data of ENDFB7 within the error range, which shows that the surrogate reaction method has its own superiority, and it can be applied in the measurement of nuclear data.     

入射能量为5.1MeV中子58Ni(n,α)55Fe反应截面和出射粒子角分布测量

用屏栅电离室测量了入射中子能量为5.1MeV的⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe核反应的α粒子角分布,²³⁸U裂变电离室作中子注量率的测量,测得该能点⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe的总截面为(47.4±5.0)mb.用中国核数据中心推荐的理论计算程序UNF计算了在1—8MeV能区⁵⁸Ni(n,p)⁵⁸Co,⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe的反应截面和入射中子能量为5.1MeV的⁵⁸Ni(n,α)反应角分布.理论和测量数据的比较说明,用复合核模型来描写该能点的角分布是可行的.     

利用GEANT4和TALYS研究中子与铁作用的次级中子双微分截面

铁的次级中子双微分截面对核装置的设计、运行与维护具有重要作用。相关实验数据缺乏,且评价数据不完善,需要使用可靠的核理论模型进行计算。本工作利用GEANT4程序结合不同的中子评价数据计算了8.17, 11.5, 14.1和18 MeV等入射能量下中子轰击薄铁靶不同出射角度的次级中子双微分截面;同时利用TALYS程序和GEANT4程序结合BIC、BERT和INCLXX模型计算了25.7, 65, 100和150 MeV等入射能量下中子轰击薄铁靶不同出射角度的次级中子双微分截面,并与实验数据进行对比。研究表明,在20 MeV以下能区,ENDF/B-VIII.0库的计算结果与实验数据符合较好,BROND-3.1、CENDL-3.1、JENDL-4.0u和JEFF-3.3库的计算结果与实验数据存在差异。在20~150 MeV能区,GEANT4程序的BERT模型和TALYS程序的计算结果与实验数据符合较好,INCLXX模型和BIC模型的计算结果与实验数据存在分歧。整体来看,需要对铁的中子评价数据和核反应理论模型做进一步研究。     

n+11B反应的理论计算和分析

在统一的豪泽–费许巴赫理论和激子模型的基础上,利用光学模型来处理中子诱发轻核核反应的一种新理论已经产生.利用这一新理论,对当入射中子En≤20MeV时n+¹¹B反应的所有反应截面,出射中子和α粒子的双微分截面进行了计算.通过比较理论计算的各种截面,出射中子总的双微分截面与实验数据,可以认为这一理论模型处理轻核核反应是很成功的.     

14MeV中子引起的Pb(n,x)203Hg, W(n,x)182Ta和W(n,x)183Ta的核反应截面测量

利用活化方法测量了14MeV中子引起的Pb(n,x)²⁰³Hg,W(n,x)¹⁸²Ta和W(n,x)¹⁸³Ta的反应截面.中子注量由监督反应⁹³Nb(n,2n)^92mNb给出,中子能量利用⁹⁰Zr(n,2n)^89m+gZr和⁹³Nb(n,2n)^92mNb反应的截面比来确定.     

基于核数据的中子诱发原子离位损伤截面评估方法

中子辐照损伤是核能系统面临的重要挑战之一。中子辐照损伤是由中子核反应诱发的，通常通过离位损伤(用平均每原子离位数DPA计)量化。离位损伤的过程为中子核反应产生的反冲核，在辐照损伤中称为初级碰撞原子(Primary Knock-on Atom,PKA)，引发材料中原子级联碰撞产生，因此其评估需要基于中子核反应理论或相关核数据。由于现有评价核数据库中未包含全部反冲能谱分布，中子辐照导致的离位损伤截面需要基于已有微分截面与守恒方程计算。本工作回顾了中子辐照诱发离位损伤的两种计算思路、系统地归纳了不同核反应类型(包括离散与连续的两体反应、中子俘获反应以及多体反应)导致的离位损伤截面计算理论方法、并指出了现有方法的不足。最后，以事故容错包壳材料FeCrAl为例，基于ENDF/B-Ⅷ.0数据库计算了多组不同Cr与Al含量的离位损伤截面。初步研究结果表明FeCrAl的中子辐照离位损伤评估对其中Cr与Al含量的敏感性较低且高出Fe单质的DPA截面约3%～4%，因此DPA评估中可暂不考虑不同Cr与Al含量的影响。但Cr与Al的含量可能会影响离位阈能与损伤能量。     

~(59)Co(n,p)~(59)Fe,~(59)Co(n,α)~(56)Mn,~(59)Co(n,2n)~(58)Co反应截面的测量

本实验用活化法测量了中子能量在12.8MeV到17.8MeV的~(59)Co(n,p)~(59)Fe,~(59)Co(n,α)~(56)Mn,~(59)Co(n,2n)~(58)Co三个反应道的反应截面值,实验的测量误差在3.3％—6.9％范围内. 本文还计算了反应截面测量误差的协方差矩阵,并将实验测量值与理论计算值进行了比较.另外,还对上述三个反应道的截面进行编评,给出了推荐的激发曲线.     

n＋^46—50,natTi全套中子数据评价

在入射中子能量为10^-5eV—20MeV的范围内,对n＋^46—50,natTi的全套数据进行了评价。首先,在10^-5eV—0.3MeV的能区,选取了合适的共振参数来描述共振,并且做好了平滑区与共振区的连接。同时,详细分析了20MeV以下n＋^46—50,natTi的各个反应道测量截面以及出射中子双微分截面谱、能谱的实验数据。根据对实验数据的分析并且结合理论模型的计算结果,完成了对n＋^46—50,natTi的全套中子数据评价。所有的评价结果都分别与实验数据、JENDL-3.3和JEFF-3.1的评价数据进行了比较。     

13.5—14.6MeV能区中子引起的50Cr(n,2n)49Cr和52Cr(n,2n)51Cr核反应截面的测量

报告了在13.5-14.6MeV中子能区，用活化法(以93Nb(n，2n)92mNb反应截面为中子注量标准)测得的50Cr(n, 2n)49Cr和52Cr(n, 2n)51Cr的反应截面. 由能量为13.5±0.3 ,14.1±0.2,14.4±0.3 和14.6±0.3MeV的中子引起的50Cr(n, 2n)49Cr反应截面值分别为3.4±0.2,6.8±0.3,21.5±1.0 和25.0±1.2mb，52Cr(n, 2n)51Cr的反应截面值分别为185±10,193±9,258±13 和332±16mb. 单能中子用T(d,n)4He反应获得，其能量用铌锆截面比法测定. 另外，为避免热中子引发的50Cr(n, 2g)51Cr对52Cr(n, 2n)51Cr反应截面的影响，在样品被辐照过程中对样品进行了包镉处理，并将实验结果与尽可能收集到的其它实验数据进行了比较.     

(p,n)和(p,2n)反应激发函数的系统学研究

从普朗克(Planck)黑体辐射公式和实验测量数据出发,采用唯象的方法提出了包含两个可调参量,入射质子能量从阈能到150MeV,靶核质量数在44相似文献   

(n,2n)反应同质异能态截面比

在统计理论及考虑角动量守恒的激子模型的基础上,运用Monte Carlo方法计算(n,20)反应同质异能态截面比. 以⁵⁹Co(n,2n)⁵⁸Co、⁹³Nb(n,2n)⁹²Nb和¹⁸¹Ta(n,2n)¹⁸⁰Ta的3个反应道为例,计算从其阈能到20MeV能区的同质异能态截面比,并和已有实验数据做了比较,结果符合较好. 这表明本文提供的方法是计算(n,2n)反应同质异能态截面比的一种有效方法.     

一个用于(中子,带电粒子)核反应测量的多路望远镜系统

设计了一个用于快中子引起的(中子,带电粒子)核反应双微分截面测量的多路望远镜系统.该系统由内外两个ΔE多路正比室和一个中心能量探测器CsI(Tl)闪烁体组成.系统采用快慢三重符合,对所有信号进行筛选.建立了一套用于研究(中子、带电粒子)核反应电子学五参数获取系统.利用该系统,可以测量从30°—160°的16个反应角,并可同时测量反应产物谱和本底谱.     

用直接中子法测量（n, 2n）反应截面的实验方法研究

在中国原子能科学研究院HI-13 串列加速器上的非常规多探测器快中子飞行时间谱仪上,采用直接中子法测量了14.3 MeV 中子与169Tm作用的(n,2n) 反应截面。用蒙特卡罗方法模拟了次级中子的产生,以对实验数据进行中子注量率衰减、多次散射和有限几何修正,同时结合SUNF 方法得到的评价能谱,给出了(n,2n) 反应截面的实验测量结果。测量截面以中子弹性散射微分截面作为标准截面来归一,并用反冲质子望远镜测量n-p 反应的反冲质子,以监视中子注量率。用直接中子法测量得到的结果与评价数据进行了比较,讨论了采用这种方法测量(n,2n) 反应截面的可行性。(n,2n) reaction cross section from 169Tm at 14.3 MeV was measured with the direct emittedneutron coincidence detecting method, using abnormal fast neutron TOF spectrometer on the HI-13 Tandem Accelerator at CIAE. Monte-Carlo method was used to simulate the generation of secondary neutron and correct the experimental data considering neutron flux attenuation, multiple scattering and finite geometry correction. Combining with evaluated spectra given by SUNF program, the experimental measurement results of the (n,2n) reaction cross sections were given. Cross sections of measurements were normalized by using neutron elastic scattering differential cross section as a standard section, and a recoil proton telescope was used to measure recoiling proton from the n-p reaction to monitor neutron flux rate. After comparing the experimental results with evaluated data, the feasibility of the direct emitted-neutron coincidence detecting method is discussed.     

(n,p)和(n,α)激发函数半经验计算方法

在En≤20MeV的情况下,忽略了粒子的二次发射过程,认为复合系统的形成截面是能量相关的,得到了理论模型清晰、公式形式简单的半经验计算方法.在靶核23≤A≤209的范围内,利用大量(n,p)和(n,α)反应的截面实验数据对可调参数进行了研究,得到了参数对靶核的N和Z以及入射能量的依赖关系.对得到的参数做了定性的解释,利用普适参数对(n,p)和(n,α)反应的激发函数做了预言,预言值在其误差范围内与实验数据一致. To simplify the calculation, some assumptions are considered at present work. The preequilibrium emission is the first step in the equilibrium process, which is characterized by exciton n=3 and "never come back" are considered at the preequilibrium emission process; the proton and alpha emissions are only competed with the neutron emission, the second particle emission is neglected. A semiempirical method of the cross section for (n, p ) and (n, α) reactions were obtained on the basis of evaporatio...     

14MeV中子引起的185Re(n,2n)184g,mRe和191Ir(n,2n)190Ir的核反应截面测量

利用活化方法测量了1?4MeV中子引起的¹⁸⁵Re(n,2n)^184gRe,¹⁸⁵Re(n,2n)^184mRe和¹⁹¹Ir(n,2n)¹⁹⁰Ir核反应的截面.中子能量E_n=(14.7±0.2)MeV时的实验结果分别为:(1817±85)mb,(390±18)mb和(2038±82)mb.并利用HFTT程序计算了中子能量在7—18MeV范围内的截面值,给出了其中两个核反应的激发函数曲线.     

Ba(n,x)134Cs,134Ba(n,2n)133Ba,140Ce(n,2n)139Ce,142Ce(n,2n)141)Ce和23Na(n,2n)22Na反应截面的测量

用中子活化法相对于⁵⁴Fe(n,P)⁵⁴Mn反应,在13.50—14.80MeV中子能区测量了Ba(n,x)¹³⁴Cs,¹³⁴Ba(n,2n)¹³³Ba,¹⁴⁰Ce(n,2n)¹³⁹Ce,¹⁴²Ce(n,2n)¹⁴¹Ce和²³Na(n,2n)²²Na的反应截面.并将所测的结果和其他作者的结果进行了比较,中子能量是用⁹⁰Zr(n,2n)^89m+gZr反应和⁹³Nb(n,2n)^92mNb反应截面比法测定的.     

88Y(n,2n)反应截面研究

本工作用相同复合系统的核反应替代法获得了入射中子能量在10.3MeV到17.4MeV区间不稳定靶核⁸⁸Y(n,2n)核反应截面,并把该结果同我们的理论计算结果及Prestwood等人的实验和理论计算结果进行了比较,比较结果表明这种替代测量法值得研究.     

~(58)Ni(n,p),~(60)Ni(n,p),~(62)Ni(n,α)和~(54)Fe(n,p)反应截面的测量与评价

本实验用活化法测量了中子能量在13.60 MeV—17.77 MeV的~(58)Ni(n,p)~(58m+g)Co,~(60)Ni(n,p)~(60)Co和~(62)Ni(n,α)~(59)Fe三个反应道的反应截面值,并计算了反应截面测量误差的协方差矩阵。实验的测量误差在3％—7％范围内。本文还对上述三个反应截面及~(54)Fe(n,p)~(54)Mn反应截面进行了编译,推荐了从阈能到20MeV能区的激发曲线。