T_z=-3/2的丰质子核~(29)Sβ衰变研究

正远离稳定线的丰质子区域一直以来都是核结构研究的焦点。29S是在一系列的A=4n+1,Tz=-3/2的β+缓发质子先驱核中,被研究得相对较少的核。从这一系列核的衰变纲图中可看到,大约有12%～100%的衰变道能够衰变到能出射质子的母核的非束缚态。通过精确的测量这些缓发质子的能量和强度,可以确定母核的激发态能量,并且进一步确定布居在这些质子上的β衰变跃迁强度。本课题组于2017年11月在中国科学院近代物理研究所兰州放射性束流线(Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou,RIBLL)开展了丰质子核     

磷-26的新衰变方式

美国加利福尼亚州劳伦斯伯克利实验室的物理学家们发现了新放射性衰变形式的第二个实例。约一年前,他们曾报告观察到铝-22核的“β缓发双质子衰变”。现在他们发现了磷-26类似的衰变现象。放射性衰变通常反映不稳定核要达到更稳定的质子和中子构形的倾向。要达到这个目的,有各种途径,其中包括调整质子和中子的相对数目:质子和中子的最佳比使整个核的能量降到最低限度。在正常的β衰变中,一个中子(或质子)转变成一个质子     

核部件缓发γ能谱时间演化行为模拟

在分析无外中子源照射条件下核部件中裂变产物的来源及其释放缓发γ射线机理基础上,提出了应用CINDER90程序计算核部件中裂变产物活度的方法,计算并分析了裂变产物的种类、活度及其随辐照时间和冷却时间的变化规律,继而根据裂变产物β~-衰变释放的特征γ射线的能量与分支比数据,计算得到了核部件中裂变产物缓发γ射线源项,并应用蒙特卡罗方法计算了核部件释放的缓发γ能谱随辐照时间和冷却时间的变化,分析了缓发γ能谱的时间演化行为。结果表明:核部件缓发γ能谱中强度最大的γ射线是裂变核素~(140)Laβ~-衰变发射的1 596 keV射线,且该γ射线的强度在部件组装一定时间后保持稳定,该结果与文献结果符合一致。本文提出的裂变产物缓发γ能谱模拟计算方法和结果可为核部件γ能谱的测量与分析提供参考。     

一种新的放射性衰变方式

【美国《核新闻》1983年4月号第119页报道】美国劳伦斯伯克利研究所通过2月7日《物理评论通讯》宣布,发现了同位素铝-22有一种新的放射衰变方式:先放出一个正电子,接着放出两个质子。因此,人们将这种衰变方式称为β-缓发双质子发射。理论工作者先前曾提出过这种衰变方式,为观察它而在核研究所成立了以约瑟夫·塞尔尼为首的小组。人们认为,该研究所通过碰撞实验发现的铝-22和磷-26,可能     

核部件缓发γ能谱时间演化行为模拟

在分析无外中子源照射条件下核部件中裂变产物的来源及其释放缓发γ射线机理基础上,提出了应用CINDER90程序计算核部件中裂变产物活度的方法,计算并分析了裂变产物的种类、活度及其随辐照时间和冷却时间的变化规律,继而根据裂变产物β^-衰变释放的特征γ射线的能量与分支比数据,计算得到了核部件中裂变产物缓发γ射线源项,并应用蒙特卡罗方法计算了核部件释放的缓发γ能谱随辐照时间和冷却时间的变化,分析了缓发γ能谱的时间演化行为。结果表明：核部件缓发γ能谱中强度最大的γ射线是裂变核素¹⁴⁰La β^-衰变发射的1 596 keV射线,且该γ射线的强度在部件组装一定时间后保持稳定,该结果与文献结果符合一致。本文提出的裂变产物缓发γ能谱模拟计算方法和结果可为核部件γ能谱的测量与分析提供参考。     

低能核反应及相关核结构研究进展

中国原子能科学研究院核反应团队依托国内外的大科学装置，在重离子熔合-裂变机制、垒下熔合增强机制、奇特核反应机制、奇异结构和奇异衰变方面取得了多项原创性成果。本文对其中的代表性成果进行了简要回顾。主要包括(：1)系统调查了正Q值中子转移的耦合道效应，并提出了自洽的方法评估转移耦合的贡献，发现了异常的同位素效应；(2)提出了用高精度背角准弹散射方法抽取原子核的形变参数，确证了原子核存在十六极形变；(3)提出了用轻带电粒子的替代俘获反应方法，基于此方法给出了关键的²³⁹Pu(n,2n)反应截面；(4)系统考察了sd壳丰质子核奇异衰变谱学，发现了²²Si的β缓发双质子衰变模式，并发现镜像核²²Si/²²O的β衰变中存在极大的同位旋不对称性，同时在²⁶Si中发现了迄今为止最强的同位旋混合态(；5)系统研究了奇特核体系在近垒能区的反应机制，首次给出了实验证据表明经典色散关系不适用于中子晕核⁶He+²⁰⁹Bi体系，并对质子滴线核⁸     

金属铀钚核系统的瞬发中子衰减常数测量

采用Rossi-a方法开展了金属铀钚核系统在缓发临界和次临界状态下的瞬发中子衰减常数测量,获得了系统在缓发临界时的瞬发中子衰减常数αc.分析了衰减常数a与反应性的关系,并将其与次临界计数率倒数外推和次临界反应性外推的结果作了分析比较.结果表明,在缓发临界下直接测量的数据为0.835±0.005/μs,数据误差是Rossi-a和外推方法的1/6左右.     

快中子诱发~(238)U裂变中子能谱的核-4乳胶测量

介绍了用核-4乳胶测量2.5 MeV中子诱发~(238) U裂变瞬发中子谱的实验条件和布局以及核乳胶中反冲质子径迹的显微镜读取和处理,并采用蒙特卡罗程序SRIM和拟合方法导出了该类乳胶中反冲质子的能量-射程解析关系式,进而反推得到了核乳胶处的裂变中子相对能谱,并进行了修正,最后将实验结果与经典的Maxwell理论模型计算谱进行了比较。结果表明,二者在不确定度范围内符合较好,验证了核-4乳胶在测量裂变中子谱高能段的有效性。     

熔盐堆中燃料流动对缓发中子的影响分析

熔盐堆具有良好的中子经济性、固有安全性、可在线后处理、防核不扩散等特点,是六种第四代先进反应堆堆型中唯一的液体燃料反应堆。然而,熔盐堆中采用流动的熔盐作为液体燃料,从而缓发中子先驱核会随着燃料的流动流出堆芯并在堆芯外发生衰变,这不同于固体燃料反应堆。文中针对了一座实际运行过的熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE),基于中子动力学模型,采用圆柱体均匀堆的近似处理方法推导了液体燃料反应堆的缓发中子先驱核浓度数学模型,研究了恒定流速下的反应性损失及不同燃料熔盐流速对缓发中子分布的影响。结果表明缓发中子在越靠近堆芯中心区域的位置就越多,同时熔盐流速的变化对衰变周期越短的缓发中子先驱核组数的影响比较小。通过本研究,可以了解熔盐堆中缓发中子随着燃料流动的变化情况,为熔盐堆安全分析提供参考依据。     

用于奇异核探测与研究中的光电脉冲束流调制器及实验中的电子学系统

远离β稳定线核素（也称奇异核）的探索是核物理研究非常重要的前沿领域，它对于发现新核素、新的核衰变模式以及深化对核内相互作用的理解都有十分重要的意义。本文描述了一种光电脉冲束流调制器和实验中的电子学系统。在这种束流调制器主要用于控制加速器束流和探测器系统。利用该调制器，通过β延迟质子发射，首次观测了在４０Ｃａ（３２Ｓ，３ｎ）反应中产生的Ｔｚ＝－３／２，Ａ＝４ｎ＋１奇异核６９Ｋｒ。     

主动法探测贫化铀的实验研究

用有源（主动）的方法研究了贫化铀及其组合系统的中子诱发裂变缓发中子的探测技术。在不同质量和不同屏蔽体条件下测量和比较了贫化铀系统的裂变缓发中子随时间的分布,进一步分析了有源探测的入侵性和可核查性。探讨了采用缓发中子区分核与非核、贫化铀和浓缩铀系统的方法。     

0.70～2.48MeV质子在F和Mg上160°背散射截面测量

应用北京师范大学2×1.7MV串列静电加速器提供的质子束,采用相对测量方法测量了0.70～2.48MeV宽能区质子在轻核F和Mg上160°（实验室坐标系）背散射截面。测量得到F、Mg各自对应能区的质子共振背散射截面数据,为含F、Mg轻元素的新型薄膜材料的高灵敏分析提供了实验数据。     

利用15N(d,p)16N反应研究16F低能级质子宽度

¹⁶F是质子滴线附近的奇特原子核,它的所有态均不稳定,会发生质子衰变。目前¹⁶F前4个态的自旋宇称及激发能已通过实验精确测定,但能级宽度仍存在较大分歧。本工作通过¹⁵N(d,p)¹⁶N反应角分布的高精度测量,确定了¹⁶N基态和前3个激发态的谱因子;进而根据镜像核的电荷对称性,用¹⁶N的中子谱因子导出了¹⁶F基态和前3个激发态的质子宽度分别为（29.9±4.1） keV、（108±13） keV、（5.04±0.48） keV和（14.5±1.4） keV。本工作通过一个独立的实验方法为¹⁶F的质子宽度提供了一个重要的交叉检验。     

Rossi-α方法测量CFBR-Ⅱ堆瞬发中子衰减常数

瞬发中子衰减常数α是核系统的重要特征参数。简要介绍了点堆模型的α本征值定义以及Rossi-α方法原理,并利用研制的Rossi-α测量系统在CFBR-Ⅱ堆上开展了多个状态的α实验测量,获得了系列的次临界α实验数据以及缓发临界时的瞬发中子衰减常数αc,为相关实验提供了基准数据。     

电离法校准低能质子剂量技术

本工作建立1套电离室绝对剂量测量系统，对自制石墨电离室性能进行研究，实验结果表明自制电离室系统满足标准电离室的要求。设计了1套基于同向测量的透射电离室，用于在线监测束流变化，为剂量测量的准确性提供了依据，解决了替代法校准时束流波动对测量结果造成较大不确定度的问题。对已建立的电离室测量低能质子吸收剂量绝对测量系统进行不确定度评估，合成标准不确定度约4%。最后，以自行研制的质子剂量测量系统（电离室系统、透射电离室系统）在HI-13串列加速器上开展了对丙氨酸剂量计校准技术的研究，获得了不同能量质子辐照下的RE值。     

用于奇异核探测与研究中的光电脉冲束流调制器及实验中的 …

远离β稳定线核素（也称奇异核）的探索是核物理研究非常重要的前沿领域，它对于发现新核素，新的核衰变模式以及深化对核内相互作用的理解都有十分重要的意义，本文描述一种光脉电泳冲束流调制器和实验中的电子学系统，在这种束流调制器主要用于控制加速器束流和探测器系统，利用该调制器，通过β延延质子发射，首次观测了＾４０Ｃａ（＾３３Ｓ，３ｎ）反应中产生Ｔ＝－３／２，Ａ＝４ｎ＋１奇异核＾６９Ｋｒ。     

闪烁体薄膜在线测量质子束流强度

质子单粒子效应实验研究和质子加速器研究中,质子束流强测量关系着实验结果的可靠性和准确性。法拉第筒、金硅面垒探测器、金刚石探测器等传统探测方法均为拦截式测量,无法实现束流的在线测量。本文用闪烁体薄膜在线监测质子束流强。质子束流穿过薄膜闪烁体,沉积部分能量使其发光,用光电倍增管收集光信号,从而得到束流的强度信息。通过质子与闪烁体材料相互作用的理论计算得到闪烁体材料对质子束流的响应关系。在北大2×6 MeV串列加速器上对3–10 MeV的质子束流进行了实验测量,验证了其响应关系。     

Rossi-α方法测量CFBR-Ⅱ堆瞬发中子衰减常数

瞬发中子衰减常数α是核系统的重要特征参数.简要介绍了点堆模型的α本征值定义以及Rossi-α方法原理,并利用研制的Rossi-α测量系统在CFBR-Ⅱ堆上开展了多个状态的α实验测量,获得了系列的次临界α实验数据以及缓发临界时的瞬发中子衰减常数αc,为相关实验提供了基准数据.     

液态熔盐堆运行安全特性初步研究

液态燃料反应堆与固态燃料反应堆相比,原理上有较大不同。液态熔盐堆中由于燃料流动带走缓发中子先驱核在堆外衰变导致堆芯反应性降低,且裂变产物在堆外回路中衰变也会引起一回路发热。本文使用熔盐堆中子动力学程序Cinsf1D探讨2 MW熔盐堆的临界动力学特性和安全特性,研究零功率临界下不同熔盐流速启泵和停泵导致的缓发中子先驱核流失所需改变的控制棒棒位。同时还计算了2 MW恒定功率情况下稳态运行及降低流速时一回路温度分布,并模拟了2 MW额定功率下停泵事件。停泵后由于缓发中子损失减少反应堆功率先缓慢增加,然后迅速降低到接近余热水平。停泵后堆芯温度缓慢增加后稳定在安全值以内,说明熔盐堆具有本征安全性。     

0.70～2.48 MeV质子在F和Mg上160°背散射截面测量

应用北京师范大学2×1.7MV串列静电加速器提供的质子束,采用相对测量方法测量了0.70～2.48MeV宽能区质子在轻核F和Mg上160°（实验室坐标系）背散射截面。测量得到F、Mg各自对应能区的质子共振背散射截面数据,为含F、Mg轻元素的新型薄膜材料的高灵敏分析提供了实验数据。