热能点瞬发中子数随碎片质量分布

利用半经验的激发能在两个裂变碎片中的分配方式，对n（热能点）＋235U裂变瞬发中子数随碎片质量分布v（A）进行了初步研究。计算结果给出与实验基本符合的V（A）分布（图1）。目前的研究结果表明：     

热中子诱发239Pu裂变初级裂变产物质量分布测量

原子核裂变是最复杂的物理过程之一,至今仍缺乏可以统一描述裂变前和裂变后过程的理论。中子诱发239Pu裂变产额数据是重要的核数据,完整的初级裂变产物质量分布数据有助于完善裂变理论模型并提高产额评价数据的质量。本文研制了初级裂变产物鉴别谱仪（FFIS）,通过屏栅电离室和微通道板时间探测器分别测量裂变碎片的动能和飞行时间,基于动能 速度关联的方法直接获得碎片放中子后的质量分布,在BNCT医院中子照射器（IHNI 1）上开展了热中子诱发239Pu裂变初级裂变产物的质量分布测量。测量结果表明,对轻峰碎片质量分辨约为1 amu,对重峰碎片质量分辨约为15 amu。239Pu(nth,f)初级裂变产物质量分布的精确测量可为裂变产额理论计算和评价提供重要的实验数据。     

瞬发裂变中子铀矿测井中超热中子探测器的优化研究

瞬发裂变中子铀矿测井是利用脉冲中子源和超热中子探测器,记录热中子和235U发生裂变反应产生的瞬发超热中子,得到地层含铀量信息的测井方法。为提高仪器中超热中子探测器的探测效率,利用蒙特卡罗数值计算程序MCNP5对中子铀矿测井仪的探测器进行了优化计算研究,得到最优的中子慢化体和中子探测器尺寸组合,并将计算结果用于仪器的改进,取得了满意的实验结果。     

放中子前后裂变碎片质量分布的换算

给出了一个裂变中子产额分布的七点计算公式。经与从Ac到Cf范围内的裂变核素、其激发能由自发裂变高到45MeVα粒子诱发裂变的实验比较,该公式能较好地反映中子分布的主要特征。由于中子分布在产额的换算中只是起次要的作用,因此可以用来换算放中子前后质量分布。利用该公式进行换算后的质量分布能很好地再现实验分布的平均趋势。如果将该公式与放中子前裂变碎片质量分布半经验公式联合使用,将可直接计算放中子后的质量产额,而不需要利用任何实验数据,给出的绝对产额预测精度约为±0.5%。     

脉冲中子-裂变中子铀矿测井技术的蒙特卡罗模拟

脉冲中子-裂变中子铀矿测井方法（PNFN）是采用脉冲式中子源,利用-3He管中子探测器记录瞬发裂变超热中子或缓发裂变热中子,得到地层中铀矿含量信息的测井方法。利用MCNP程序模拟了不同铀含量、不同地层孔隙度地层条件下PNFN的响应,分析了瞬发裂变超热中子和缓发裂变热中子与地层铀含量和孔隙度的关系。结果表明,地层孔隙度对利用PNFN确定地层铀含量有影响,孔隙度越大,利用裂变中子直接计算得到的地层铀含量比真实含量越小。利用瞬发裂变超热中子或热中子时间衰减谱计算得到地层宏观俘获截面,对裂变中子进行校正,可以有效提高地层铀含量计算结果的准确度。     

QMD SDM方法计算中能核裂变数据(英文)

采用量子分子动力学(QMD)和统计衰变模型(SDM)分析计算了中能中子入射锕系核素引起裂变的瞬发裂变中子数和裂变中子谱。同时给出了用于本计算的一个简单的半经验的能级密度参数公式。这样,仅需要很少的输入参数便可得到合理的结果。     

瞬发和缓发γ射线对堆内构件释热率影响的研究

为提高核电设计中反应堆堆内构件释热率计算的准确性,本文在原来MCNP外中子源模型计算方法的基础上,计算分析瞬发裂变γ对堆内构件释热率的贡献。计算结果显示,考虑瞬发裂变γ使得堆内构件的释热率增加9%～38%,离堆芯越近的堆内构件的增加值越大。另外,分析认为缓发γ对堆内构件释热率的贡献与瞬发裂变γ相当。因而反应堆堆内构件释热率计算中除了考虑中子及中子俘获所生γ的贡献,还应该考虑瞬发裂变γ和缓发γ的贡献。     

瞬发裂变中子铀矿测井环境影响因素的蒙特卡罗模拟研究

瞬发裂变中子铀矿测井是一种快速、可实现直接测铀并可现场定量地层岩石中铀含量的核测井新技术。为消除瞬发裂变中子铀矿测井受地层环境因素的影响,利用MCNP5对瞬发裂变中子铀矿测井的井径、井液变化进行了深入分析,通过分析干孔、含水孔在不同孔径下的超热中子与热中子数的变化关系,使用线性拟合给出了井径修正函数,并取得了满意的实验结果。     

MC法模拟核部件自发裂变中子活化瞬发γ能谱

在分析中子活化瞬发γ产生机理及瞬发γ射线强度计算方法基础上,提出了应用MCNP程序计算模拟核部件自发裂变中子活化放出瞬发γ能谱的直接模拟与分步模拟方法,对两种方法的计算结果及特点进行了比较分析。计算了模拟核部件核材料自发衰变产生的γ能谱,并与瞬发γ能谱进行了比较分析。本文结果可为核部件认证技术研究提供参考。     

基于傅里叶级数展开的裂变位能曲面与碎片质量分布计算

裂变位能曲面是裂变核结构性质和裂变动力学研究的基础。本文使用傅里叶级数展开方法描述裂变过程中原子核的形状,采用基于Lublin Strasbourg Drop(LSD)宏观模型和Yukawa Folded微观模型计算了236U多维裂变位能曲面,研究了位能曲面随不同集体自由度(原子核拉长形变、左右碎片质量不对称度以及颈部宽度)的变化情况以及温度对位能曲面的影响。在位能曲面基础上采用基于Born Oppenheimer近似的三维集体模型描述原子核裂变过程,计算了236U裂变碎片质量分布,计算结果与实验数据符合较好,特别是质量分布的峰位,同时分析了核温度、零点能和颈部断裂概率半宽度对裂变碎片质量分布计算结果的影响。     

连续能量蒙卡共轭加权的堆芯缓发中子有效份额计算

缓发中子有效份额是反应堆物理计算的一项重要参数,本文开展了基于连续能量蒙卡共轭加权的堆芯缓发中子有效份额的计算模型研究,主要物理模型有:瞬发法、能谱替换法、缓发中子有效记录法、直接法、迭代裂变概率法等几种方法。验证工作在多个基准题、高通量工程试验堆和核电站堆芯上完成,从结果看来,基于迭代裂变概率的缓发中子理论模型和实验结果符合得比较好,其他几种方法的精确度各不相同。另外,还得到了基于六组缓发中子有效份额、多核素和多栅元的缓发中子有效份额分布计算结果,给出了基于全堆芯细致分布的缓发中子有效份额分布。从方法上克服了原来确定论计算中,由于采用均匀化方法而不能给出按核素和栅元分布的不足。     

锕系核裂变数据关键科学问题研究

<正>本项目2019年进一步完善了C_6D_6探测系统,开展了多个中子俘获截面测量实验,并完成了全吸收型氟化钡探测装置(GTAF)的升级改造。完成了低气压裂变电离室性能测试~(252)Cf自发裂变碎片质量分布试测量,并开展初级裂变产物电荷鉴别实验。初步掌握了裂变产额唯象模型计算方法,建立了唯象模型计算程序,并通过了验证,计算的中子诱发~(235)U裂变碎片质量分布的结果与JEFF-3.1评     

热中子引起~(235)U裂变的碎片动能关联测量

用金-硅面垒型半导体探测器对热中子引起~(235)U裂变碎片的动能进行了关联测量。求得了放中子前碎片的质量分布和动能分布。得到放中子前碎片平均总动能为172.0兆电子伏,放中子前轻、重碎片的平均动能分别是101.3兆电子伏和70.7兆电子伏,放中子前轻、重碎片的平均质量分别是96.8质量单位和139.2质量单位。对动能分布作了理论计算,与实验值进行了比较和讨论。     

~(238)U瞬发裂变平均中子数在快中子能区随入射中子能量的变化

用直径60厘米的载镉液体闪烁中子探测器测量了~(238)U的瞬发裂变平均中子数?_p在1.21～5.50兆电子伏能区的变化。实验在2.5兆伏静电加速器上进行。用~7Li(p,n)、T(p,n)和D(d,n)反应获得中子,质子束流约20微安。测量是相对~(240)Pu自发裂变进行的。根据我们过去的测量结果,~(240)Pu自发裂变瞬发平均中子数?_(sp)(~(240)Pu)为2.138±0.034。     

TALYS程序的开发和裂变碎片质量分布的理论计算研究

TALYS程序是近年发展起来的基于多通道随机颈断裂模型的可用于计算很宽能区裂变碎片质量分布的微观理论模型程序，是目前国际上仅有的一个可以用于计算很宽能区（1keV-200MeV）的裂变碎片质量分布的微观理论计算程序。     

基于MCNP的缓发裂变中子衰减时间谱模拟计算

基于核裂变反应发生与缓发裂变中子发射这两个物理过程在时间上可相互分离的思想,利用MCNP程序计算得到了含铀地层0~100s范围内的缓发裂变中子衰减时间谱。模拟计算了球体几何模型中235 U与238 U核裂变反应率空间分布;借助SOURCE子程序依次对缓发裂变中子的发射位置、发射方向、发生核裂变反应的核素、缓发裂变中子所在的群组、发射时间及其初始能量等参数进行了抽样。结果表明,计算得到的缓发裂变中子衰减时间谱的时间特征与铀核素的缓发裂变中子群参数相符合。对缓发裂变中子总计数与地层铀含量之间的关系进行了线性拟合,拟合结果的相关系数平方值大于0.998 5,该结果从理论上验证了缓发裂变中子测井铀含量线性模型的正确性。     

基于Potential-driving模型的中子诱发~(239)Pu裂变产物计算与模拟研究

当前新型核能利用系统及核数据评价的发展对快中子诱发~(239)Pu裂变核数据提出了更高的精度需求。本工作基于已提出并构建的Potential-driving模型,通过中子诱发~(239)Pu(n,f)裂变驱动势研究,计算了几个典型能量中子诱发~(239)Pu(n,f)反应发射中子前裂变碎片质量分布,并与实验数据进行了对比。结果显示:Potential-driving模型计算数据能够很好地与实验数据符合。将Potential-driving模型植入GEANT4程序,开展了快中子诱发~(239)Pu(n,f)反应相关的模拟研究,给出了14 Me V中子诱发~(239)Pu(n,f)反应的裂变碎片独立产额质量分布和电荷分布、累积产额质量分布和电荷分布、动能分布、裂变中子能谱以及~(239)Pu(n,f)反应裂变碎片平均总动能随入射中子能量的变化等数据,并与GEANT4程序原有的参数化裂变模型(G4Para Fission Model)模拟结果、ENDF/B-VII.1库评价数据以及实验数据进行了比较。结果显示:所发展的Potential-driving模型能很好地预测快中子诱发~(239)Pu(n,f)反应裂变产物数据,为快中子诱发~(239)Pu(n,f)反应裂变产物核数据的研究提供了一种更可靠的计算方法。     

基于协变密度泛函理论的258Fm诱发裂变动力学研究

采用基于协变密度泛函理论的含时生成坐标方法研究了258Fm低能诱发裂变动力学性质,重点探讨了裂变位能曲面、裂变碎片总动能分布和碎片质量分布等。研究表明,258Fm位能曲面中存在显著的对称裂变谷,因而其低能裂变碎片总动能分布与质量分布均呈单峰结构,且随剪裂线判据Qn（脖子处粒子数）从4减至1,碎片总动能分布变窄,碎片质量分布的峰值从988%增至1028%。此外,随初态激发能从83 MeV增至173 MeV,碎片质量分布峰值从988%降至855%。     

单能中子诱发~(235)U和~(238)U裂变的产物产额

本文利用碎片质量分布5-Gauss半经验公式,计算了单能中子诱发~(235)U和~(238)U裂变放中子前碎片产额,并采用七点拟合公式和线性内插方法求得碎片发射的中子产额。然后按照Terrell给出的转换方法,把放中子前碎片的产额换算为放中子后产物的产额。具体计算了_(40)~(95)Zr、_(58)~(144)Ce、_(60)~(147)Nb三种产物产额随入射中子能量的变化关系,并与实验观测结果作了比较。     

球形浓缩铀装置的中子价值和裂变率分布测量

为得到Rossi-α测量临界装置的瞬发中子衰减常数的空间修正因子，利用²⁵²Cf中子源测量带贫化铀反射层的球形浓缩铀临界装置(CFBR-Ⅱ)的中子价值空间分布，同时用浓缩铀裂变电离室测量该装置的裂变率空间分布，得到该装置的空间修正因子为1.096。