热中子截面测量

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1、V-51的热中子俘获截面测量摘要：利用活化法和相对测量法对截面未知样品V-51进行进行热中子截面的测量，并与标准核数据进行比较，分析误差。关键词：热中子俘获截面：活化法，相对测量法；Al-27，V-51;半衰期；一引言实验目的：1.熟悉掌握相关实验仪器的原理与使用2.掌握相对测量法测量热中子界面的基本原理3.利用所学知识对独立自主设计实验的熟悉实验原理：相对测量法：利用已知热中子截面的Al-27进行活化，对活化后的样品进行γ计数，利用公式可以得到在该样品活化点的热中子通量，将待测样品v-51放置在相同活化地点至饱和，利用NaI闪烁体探测器

2、对其进行γ计数，由于在同一活化地点具有相同的通量，所以算出样品v-51的热中子俘获界面。活化法：利用样品在中子源的辐照下被活化，通过NaI闪烁体探测器测量活化后样品的γ放射性，可以得到样品活化处的中子通量。实验器材及软件：NaI闪烁体探测器SG1121（75*75）多道分析系统示波器电光分析天平游标卡尺中子屏蔽腔（铅）胶带镊子MCNP5多道分析软件MCA16K实验样品：Al-27V-51标准样品源Co-60Cs-137实验步骤：1熟练掌握MCNP5和多道分析软件的使用。2测量实验样品的三维尺寸和质量（见表一和表二）3利用标准源进行能量刻度

3、。4分别将样品放入中子源进行活化（20分钟），活化完成后开始计时（t0=0,t1,t2)，利用NaI闪烁体探测器和多道系统对活化样品进行计数，并且记录相关数据（见表三）。5每个样品计数完成后，在相应道数对其进行本地计数的测量并且记录数据（见表四）。6利用MCNP5对NaI探测器对活化后样品的探测效率的模拟（见表五）。7数据处理，利用相对测量法算出V-51的热中子俘获截面。8误差分析以及实验总结。实验数据处理：表一样品的尺寸和质量样品长(mm)宽(mm)高(mm)质量(g)Al163.2431.6611.2445.540Al254.0631

4、.2410.6439.644V49.5042.464.8817.440表二样品的γ计数及其相应本底计数第一次测量：样品(s)(s)(s)净面积(个)本底（个）净计数（个）V0191.59519.5955299122054079Al1015.74315.749821181.59640Al2016.28216.28731684.37232第二次测量：样品(s)(s)(s)净面积(个)本底(个)净计数（个）V016.14516.1458426626.757799Al1017.26217.26776769.37698Al2012.77312.77

5、1019611110085查表可知：：2.24minλ==5.5173×:3.473minλ==3.0864×对于已知界面的Al,其截面0.241b对表一数据通过计数后可得到：的（个）的（个）由于使用的V样品为,所以样品中V的实际（个）对Al-28和V-51，分别用MCNP5进行模拟NaI探测器对其γ的探测效率：Al-28:由MCNP5的模拟结果可知探测效率η=4.1636％（Al1)η=4.3449％（Al2)V-52:由MCNP5的模拟结果可知探测效率η=5.8909％（V)由公式代入Al的核数据可以得到中子通量.对于第一次测量得到的

6、可得：6723.1267107.624对于第二次测量得到的可得：6618.7147948.440对两次测量所得到的的中子通量取平均值得到7104.303将得到的和V的数据代入公式可得到V-51的截面：第一次测量4.6704b第二次测量4.9387b所以V-51的平均截面4.8045bV-51的标准截面为5b，所以误差％误差分析：1所使用的Al样品部分被氧化，使实际的小于理论，造成结果误差，使偏小。2测量时仪器工作不稳定造成峰位偏移使峰位的净面积有偏差。3活化时间为20min，我们实验数据处理时当做饱和状态，当做是1来处理，实际情况略小于1

7、。4测量样品长宽高时包含胶带的厚度，使实验在进行MCNP5模拟时，有一定的偏差。5样品质量测量过程中使用的电光分析天平受使用条件限制，不能精确到0.1mg,对计算结果有一定的偏差。