脉冲源法测量次临界系统裂变衰减特性的理论分析和数值模拟

针对点堆动力学理论解释脉冲源法测试原理时存在的问题, 基于无源中子输运方程分析次临界系统总中子数、泄漏γ射线计数率随时间的变化关系。理论分析表明: 脉冲中子源作用结束后(无源条件下), 在一定时间范围内, 泄漏γ射线计数率和总中子数近似成正比, 两者随时间变化服从近似指数衰减规律, 反映系统本身的裂变衰减特性, 可以由总中子数和γ射线计数率求解瞬发中子衰减时间常数。基于蒙特卡罗程序构造类Godiva裸铀球次临界系统, 模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程, 计算总中子数、泄漏γ射线计数率及两者比值随时间的变化关系, 结果与理论分析一致; 利用脉冲源法由总中子数、泄漏γ射线计数率计算瞬发中子衰减时间常数α₀, 得到与α-k迭代一致的α₀。说明总中子数、泄漏γ射线计数率可以准确反映系统本身的裂变衰减特性。此外, 根据理论分析和模拟计算给出脉冲源法可用数据的时间范围, 分析泄漏γ射线计数率和总中子数比值的影响因素。     

瞬发中子密度衰减法计算中子代时间

采用蒙特卡罗程序MCNP计算了西安脉冲堆中子代时间。使用MCNP程序模拟了反应堆瞬发中子通量密度衰减,基于忽略缓发中子项的点堆动力学方程计算出中子代时间。在微次临界下,研究了次临界度、源的分布、计数区域等对西安脉冲堆中子代时间计算结果的影响。计算分析表明:采用瞬发中子密度衰减法计算中子代时间时,微次临界度、源分布、计数区域等对计算结果影响都很小;误差产生的主要原因是忽略缓发中子项的点堆动力学方程并不能较好地反应瞬发中子通量密度的衰减规律。     

裂变瞬发中子多重性研究

本文介绍了裂变瞬发中子多重性这一研究领域的概况，着重介绍获第二届吴有训物理奖的“自发裂变和中子诱发裂变的瞬发中子多重性的研究”成果的主要内容和意义．     

散射中子对超瞬发临界系统动态行为的影响北大核心CSCD

在点反应堆理论的基础上,建立了研究散射中子影响超瞬发临界系统动态行为的模拟计算方法,利用CFBR-Ⅱ堆的脉冲实验验证了该方法的正确性。通过分析计算表明,在超瞬发临界状态,散射中子的影响包括增加反应性、使脉冲波形后沿展宽和增加脉冲裂变产额。建立的模拟计算方法为预测脉冲堆外各种物体产生的散射中子的动力学效应提供了途径,对提高脉冲堆的核安全有应用价值。     

瞬发γ活化分析系统的建立

瞬发γ中子活化分析是重要的核分析方法之一,是H和B等轻元素的重要分析手段,近年来应用范围不断增加.概要介绍了瞬发γ中子活化分析的基本原理,重点介绍了中国原子能科学研究院重水研究堆热中子束瞬发γ中子活化分析实验装置以及50 keV－11 MeV的宽能区γ效率刻度方法.还应用瞬发γ中子活化分析分析了海底锰结核标准物质GSPN 3中11种元素,结果与标准值基本一致.Neutron induced prompt γ activation analysis(PGNAA),is one of the nuclear analytical method,which is a powerful tool for H,B,etc.undestructive determination.The applications of PGNAA are increased in recent years.In this paper,the basic principle of PGNAA was introduced briefly.The facilities of PGNAA in HWRR of China Institute of Atomic Energy as well as the efficiency calibration for a wide range gamma from 50 keV to 10 MeV were emphasized.A deep sea polymetallic nodule CRM,GSPN 3 was analyzed by using PGNAA in this work,the results have agreement with the certified values.     

有温度反馈阶跃引入负反应性瞬变的解

考虑有温度反馈反应堆阶跃引入负反应性过程的变化规律,对点堆中子动力学方程的解进行研究,给出不同的分析模型,分析发现,（1）用于瞬发超临界的分析模型及其结果不能用于引入大的负反应性过程的分析.（2）在相同的初始功率时,先驱核瞬跳近似模型的结果要优于目前比较普遍的中子瞬跳近似模型的结果.（3）无论初始功率与引入负阶跃反应性的大小,温度瞬跳近似模型的结果总是优于先驱核瞬跳近似与中子瞬跳近似模型的结果.故而温度瞬跳近似模型是目前最为准确的解析模型. 关键词： 中子动力学 温度反馈 反应性 点堆     

中子俘获瞬发γ射线数据评价(英文)

简要地介绍了中子俘获瞬发γ射线数据及其衰变纲图的评价方法技术、主要程序及其功能、数据评价流程、强度平衡检验，以及对A=1-44的稳定核素和A>190的部分稳定核素的热中子俘获瞬发γ射线数据及其衰变纲图评价的具体应用.The method of prompt γ-ray data evaluation for neutron capture and how to calculate the prompt γ-ray intensities of neutron capture have been briefly presented. The prompt γ-ray data of thermal-neutron capture of some stable nuclei for A=1-44 and A>190 have been evaluated. The ENSDF format has been adopted. The checks of intensity balance and format have been made. The examples are given to illustrate its application.     

ST401塑料闪烁体中子、r灵敏度测量

ST401塑料闪烁体响应时间快，在脉冲中子源方法测量瞬发中子衰减常数中常用作中子探测器，同时它对于r射线也灵敏。利用加速器DT中子源、裂变谱中子源和^60Co同位素源，分别测量了三种尺寸的ST401塑料闪烁体的裂变谱中子和r射线的灵敏度。     

有温度反馈阶跃引入负反应性瞬变的解

考虑有温度反馈反应堆阶跃引入负反应性过程的变化规律,对点堆中子动力学方程的解进行研究,给出不同的分析模型,分析发现,（1）用于瞬发超临界的分析模型及其结果不能用于引入大的负反应性过程的分析.（2）在相同的初始功率时,先驱核瞬跳近似模型的结果要优于目前比较普遍的中子瞬跳近似模型的结果.（3）无论初始功率与引入负阶跃反应性的大小,温度瞬跳近似模型的结果总是优于先驱核瞬跳近似与中子瞬跳近似模型的结果.故而温度瞬跳近似模型是目前最为准确的解析模型.     

源强对Rossi-α噪声分析的影响

通过数值模拟手段研究了源强对Rossi-测量的影响。为了定量研究中子源强对Rossi-测量的影响,基于MCNP软件;开发了用于计算Rossi-分布的数值模拟工具。反应堆模型和加速器驱动次临界系统的示意模型的数值模拟结果被用于展示瞬发中子衰减常数与源强之间的关联。数值模拟结果表明,入射源强源中子强度对Rossi-测量结果有显著影响。对于处于次临界状态的反应堆和加速器驱动次临界系统模型,在入射源强较小时,Rossi-方法可以正确给出反应堆中子衰减常数,但当入射源强较大时,测量不能给出正确的中子衰减常数。通过研究源强和测量结果的关系,可以找到能够给出正确测量结果的最大可用源强。通过选择一个可用源强范围内的较强中子源,可以减少测量所需时间。     

伴随α粒子法瞬发γ测量技术

在D—T聚变反应中，中子与α粒子在空间与时间相关联，由中子作用产生的瞬发γ同样与α相关联，测量γ与α的符合时间谱，通过时间窗选出瞬发γ射线，该γ射线与中子对应的物质区域相联系，由此可以对不同空间区域的物质进行其特征γ谱测量。在不同有机物品检验过程中，通过获取C，N，O的特征瞬发γ射线，可由氮、氧比和碳、氧比峰强度比值来甄别它们。     

弱源引发持续裂变链统计涨落现象

裂变材料系统中，中子源尤其是弱强度中子源释放中子的时刻是随机性的，系统中中子与原子核相互作用的随机性，使得从中子源放出中子时刻开始的中子裂变链的初期发展过程具有显著的统计涨落性质，对于稍微超(瞬发)临界的系统往往仅有少部分裂变链才能够持续发展下去，成为持续裂变链。CFBR-Ⅱ快中子脉冲堆在超瞬发临界状态下，由很弱的内源引发持续裂变链，并在反馈机制的作用下形成中子脉冲，其脉冲出现时刻(称为引发时间)表现出随机性，正是这种统计涨落现象的反映。针对CFBR-Ⅱ堆这种统计涨落现象进行实验和理论两方面的研究，得到一些初步结果。     

中子小角散射讲座：第一讲中子小角散射

中子小角散射是通过分析长波长中子(0.2—2 nm左右)在小角度内的散射强度来研究大小在几十到几千埃范围内的物质结构的一种专门的测量技术. 现在我们考虑波长为 0.1—1nm的一束中子,通过准直,使其发散度尽可能在 10-2ad以下.当这样的中子束照射在一样品上时,穿透样品的中子束强度衰减,同时在透射束的周围(大约为5°以下的角度范围内),出现了强度连续变化的散射中子,并没有产生通常的中子衍射图案,这种现象称为中子小角散射.它能给出比中子波长大几十、几百乃至上千倍大的尺度上的有关物质结构的信息. 散射样品中散射密度的不均匀,会产生中子…     

248 Cm和252Cf自发裂变瞬发中子谱测量

在飞行时间方法测量 2 0 0keV— 1 2MeV能区内2 48Cm和2 5 2 Cf自发裂变瞬发中子谱 ,以国际原子能机构推荐的2 5 2 Cf自发裂变瞬发中子谱为标准 ,可以免去探测器效率刻度的问题并消除系统误差 ,提高测量精度 .实验用一个微型电离室作为裂变碎片探测器 ,两个芪晶体中子探测器测量中子及一套基于微机的距离分别为 3 2 ,50和 1 0 0cm ,经过对数据的处理和分析给出了 2 0 0keV— 1 2MeV的中子能区内的实验数据 .用Maxwell分布对实验数据进行拟合 ,得到的核温度为 (1 4 0 1± 0 0 0 6)MeV .     

裂变链成长初期的统计涨落与临界安全

在裂变材料组成的系统中，外中子源尤其是弱强度外中子源释放中子的时刻是随机的，系统中中子与原子核相互作用是随机的，缓发中子先驱核衰减的随机性，使得从外中子源放出中子时刻开始形成的中子裂变链的初期发展过程具有显著的统计涨落性质。在反应堆中，由于安全的需要，在启动堆的过程中一般应该有中子源存在。统计涨落正比于量值的平方根，而量值一般表现为中子密度n（t）或者输出功率，在反应堆启动阶段是正比于中子源的强度的，所以中子源强度越弱，统计涨落越显著。由于技术原因或者经济原因不能采用强中子源的情况下，研究这个问题具有较大的意义。     

天然核素Ta和In的快中子俘获截面测量

本工作测量了Ta和In在0.34—1.68MeV能区的中子俘获截面.实验中使用大液体闪烁探测器测量瞬发俘获γ辐射,用长中子计数器监测中子能量.为了降低测量中的本底采用了快符合电路和飞行时间技术.截面测量为相对测量,以金的俘获截面作为标准.最后对结果进行了比较和讨论.     

丰中子核素能级结构研究及A～100与A～150区丰中子核形状相变讨论

采用裂变产物-γ-γ符合法,对²⁵²Cf裂变瞬发γ谱进行了研究,扩展了A～100及150区的30种丰中子偶-偶核素的能级结构,最高自旋可达10～14.对某些同位素链的核结构及形状相变特性进行了讨论.     

Z箍缩聚变裂变混合堆包层中子学分析

作为一种有竞争力的能源系统,Z箍缩聚变裂变混合堆(Z-FFR)正在开展概念研究,包层研究正是其中重要的一部分。建立了Z-FFR包层设计模型,分析了包层影响因素、中子平衡、通量与功率密度、燃耗等方面,表明该包层设计在50年内能量放大因子、氚增殖比和燃料增殖比的平均值分别为14.91,1.294和5.140,满足设计要求。针对聚变源的脉冲特性进行了包层的瞬态中子学分析,发现燃料区中子脉冲可分为聚变中子、瞬发裂变中子和缓发裂变中子脉冲三个部分,绝大部分热量约在0.01s内沉积。结果较完整地给出了Z-FFR包层的中子学参数,为概念研究提供了基础。     

重核裂变瞬发中子能谱的蒸发模型理论

本文用蒸发模型计算了重核裂变碎片的瞬发中子能谱,发现在约化后基本上是普适谱.用算得的碎片蒸发中子谱计算了^235,238U、^239,240Pu 的裂变瞬发中子谱,平均中子数及中子平均能量,得出了计算平均中子数及中子平均能量的普遍近似公式。入射中子能量为0—18 MeV,计算结果一般在5％以内与实验符合.在较严格的蒸发模型计算的基础上重新推出了 Terrell 公式.本工作表明蒸发模型的概念运用于裂变瞬发中子的情形基本上是成功的,但需要引入约10％的断裂前中子。     

中国先进研究堆中子科学平台发展现状及展望

依托中国先进研究堆(CARR)高通量中子源，建成了初具规模的中子科学平台，具备中子散射、中子成像和中子活化分析等多种研究技术。其中，中子散射技术包括中子衍射、小角中子散射及中子反射、非弹性中子散射，可以用于分析材料微观结构和动力学性质；热中子成像和冷中子成像可以用于材料内部缺陷等无损检测；中子活化分析系统可以用于物质内核素成分分析。目前已建成和在建中子谱仪共计19台，并初步配备了样品环境装置，为相关应用研究提供了条件基础，可为我国物理、化学、材料科学、生命科学、能源和环境等领域基础研究及工业应用提供重要技术支撑。CARR中子科学平台始终坚持合作共享对外开放的宗旨，将继续为国内外用户提供优质中子技术，服务基础科学前沿和国家重大创新需求研究。