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《10mev中子引起的~(238)u、~(209)bi和fe的次级中子双微分截面测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第33卷第6期原子能科学技术Vol.33,No.61999年11月AtomicEnergyScienceandTechnologyNov.199923820910MeV中子引起的U、Bi和Fe的次级中子双微分截面测量祁步嘉 唐洪庆 周祖英 周陈维 柯尊建 孙振强 沈冠仁 夏海鸿(中国原子能科学研究院核物理研究所,北京,102413)8～13MeV中子能区次级中子双微分截面的测量数据至今很少。联合使用中国原子能科学研究院建成的常规多探测器快中子飞行时间谱仪和相继创建的非常规快中子飞行时间谱仪进行了23820910MeV中子对U、Bi和Fe的次级中子双微分截面的测量,并将测量结果和理论计算
2、结果进行了比较。关键词双微分截面 次级中子 非常规飞行时间谱仪中图法分类号O571155次级中子双微分截面是核工程设计需要的重要核数据。预定在2025年建成的国际聚变实验堆(ITER)对一系列核的10MeV中子次级中子双微分截面提出了要求。目前,在14MeV[1,2]附近,因有很好的T(d,n)单能中子源,实验测量数据较多,在8MeV以下也有一些测量数据。但在8～13MeV之间,由于缺乏合适的单能中子源,实验数据极少。至今只有美国的洛斯3·阿拉莫斯国家实验室用加速氚的方法,以H(t,n)He反应中子源测量过10MeV中子引起[3,4]的次级中子双微分截面,发表了少量实验数据。对于常规中
3、子源,如D(d,n)和T(p,n)中子源,单能中子能量高于8MeV将产生一群三体破裂中子,这些破裂中子与样品作用后产生的次级中子叠加在由单能中子引起的次级中子能谱上,致使次级中子能谱的低能段面目全非。得到纯净的由单能中子引起的次级中子能谱相当困难,这是长期存在于8～13MeV中子能区次级中子双微分截面测量中的难题。为了解决这一难题,许多实验室进行了探索。这些探索可归纳为以下3个方面。[5]1)采用脉冲白光中子源和解反冲质子谱的方法。Geel实验室采用了这种方法。中子源距样品很远(60m),白光中子源中9MeV以上的中子成分较少,分别以916～1117和1117～1318MeV作为入射中
4、子能量间隔,入射中子的能量分散相当大;中子探测器与样品间的距离近至20cm,次级中子谱通过解反冲质子谱得到,其能量分辨和数据精度相当差。1573122)寻找新的单能中子源。对重离子反应中子源,如N(d,n)、H(Li,n)、He(C,n)和11[6][7]H(B,n)反应分别在TUNL、CIAE和JAERI进行了研究。这些反应的中子源都不适于次级中子能谱的测量。祁步嘉:男,59岁,核物理专业,副研究员收稿日期:1998207223 收到修改稿日期:1998210226498原子能科学技术 第33卷33)用He(d,n)反应产生模拟D(d,n)反应的破裂中子谱。实验上先测出由该模拟中子
5、谱产生的次级中子谱;再用MonteCarlo方法计算该次级中子谱,调整计算用的输入数据,使计算谱与实验测量谱比较相一致;最后再用MonteCarlo方法计算,扣除D(d,n)反应中破裂中子群对次级中子谱的贡献,得到次级中子双微分截面。PTB正在探索这种方法,目前还未见有结果发表。为了解决这一难题,本工作研究采用一种新[8,9]的测量方法,即创建1台非常规快中子飞行时间谱仪,中子源到样品的距离为220cm,样品到探测器的距离为70cm,并对中子源前半球进行全屏3蔽,以降低本底。这样,D(d,n)He反应中子源中单能中子和破裂中子在样品上引起的次级中子在飞行时间谱上完全分开,将破裂中子对次
6、级中子能谱低能段(En小于中子源中破裂中子最大能量Emax)测量的干扰消除。结合采用常规快中子飞行时间谱仪测量次级中子能谱高能段(En>Emax),并将这两台飞行时间谱仪测量的次级中子能谱在重叠区归一缝合,给出整个谱区的次级中子双微分截面。1 实验装置和方法111 常规快中子飞行时间谱仪图1 常规多探测器快中子飞行时间谱仪常规快中子飞行时间谱仪的平面示意图示于Fig.1NormalfastneutronTOFspectrometer[10]图1。CIAE的HI213串列加速器提供脉冲化氘1——束流拾取筒;2——氘气体靶;3——准直器(1);离子束。脉冲束的宽度小于1ns,对于10MeV
7、中4——准直器(2);5——屏蔽体;6——中子探测器;7——3m轨道;8——6m轨道;9——中子源监视器子,谱仪的总时间分辨约为116ns,它包括脉冲束宽度、2cm长的氘气体靶、样品、探测器及电子学线路对时间分辨的贡献。氘气体靶是直径为1cm、长2cm的不锈钢气室,用7Lm厚的钼箔将它与加速器的真空5系统隔开。气室用铂金衬里,用金片作束流阻止片。气室内充316×10Pa氘气。被测样品到氘气体靶中心的距离为20cm,样品到中子探测器的距离约为60
