中子核作用截面的實驗測量

核數(shù)據(jù)分類核反應數(shù)據(jù)如：中子核數(shù)據(jù)，帶電粒子核反應數(shù)據(jù)核結構和放射性衰變數(shù)據(jù)應用裂變、聚變裝置的設計加速器設計活化分析屏蔽與輻射防護醫(yī)學放射治療環(huán)境監(jiān)測同位素的生產與應用輻射損傷研究地質工作炸藥和毒品的檢測...........................當前1頁，總共35頁。核數(shù)據(jù)來源實驗測量主要的、測量重要的...理論計算無法實驗的、次要的...評價數(shù)據(jù)庫相輔相成原始實驗數(shù)據(jù)編纂（收集、整理、存儲等）評價（分析、比較、鑒定、理論處理等）評價數(shù)據(jù)庫當前2頁，總共35頁。核數(shù)據(jù)核數(shù)據(jù)中心核數(shù)據(jù)中心中子評價數(shù)據(jù)庫最新更新時間IAEA-NDSFENDL/E-2.02014中國CNDCCENDL-3.12009歐洲OECDJEFF-3.22014美國NNDCENDF/B-VII.12013日本JANDCJENDL-4.02012俄羅斯CJDBROND-2.22010當前3頁，總共35頁。當前4頁，總共35頁。當前5頁，總共35頁。實驗測量中子截面透射法飛行時間法活化法........................................當前6頁，總共35頁。透射法

通過直接測量入射粒子經(jīng)過一定厚度的靶后的透射粒子的數(shù)目可以得到粒子的反應總截面。簡介當前7頁，總共35頁。中子源探測器工作原理積分透射率即總截面當前8頁，總共35頁。透射法優(yōu)點好幾何條件中子源、樣品和探測器同軸，且樣品陰影正好遮住探測器的前端面。中子源樣品探測器L1L2當前9頁，總共35頁。透射法優(yōu)點修正內散射探測到的中子來自兩部分，一是透射的中子，主要的；二是源中子與樣品核發(fā)生彈性碰撞并在零度角附近散射的中子，影響了中子透射率。估算修正：中子源樣品探測器L1L2當前10頁，總共35頁。透射法優(yōu)點修正內散射

估算修正：中子源樣品探測器L1L2當前11頁，總共35頁。透射法優(yōu)點修正本底環(huán)境本底常用方法是利用中子截面大的材料制成一錐體，放在中子源和探測器之間，錐體的長度的確定要使得它本身的透射率幾乎為零，此時探測到僅是來自于周圍物質的散射中子。中子源樣品探測器L1L2當前12頁，總共35頁。透射法優(yōu)點修正多普勒效應靶核的熱運動隨著溫度的增加而增強，所以共振峰的寬度將隨著溫度的上升而增加，同時峰值截面也逐漸減小。當前13頁，總共35頁。飛行時間法 設單位時間出射到和間的立體角內的粒子數(shù)為，則微分截面單位面積靶核數(shù)微分截面當前14頁，總共35頁。飛行時間法實驗測量微分截面歸結為準確得到出射中子的能量、角度、數(shù)目。飛行時間法測量參數(shù)30MeV以下當前15頁，總共35頁。飛行時間法起飛時間：加速器脈沖調制法、伴隨粒子法、雙閃爍體法到達時間：中子探測器給出測量時間當前16頁，總共35頁。飛行時間法影響因素飛行距離不確定度飛行時間不確定度產生源中子反應的入射帶電粒子能量以及中子能量的不確定度當前17頁，總共35頁。中子活化法原理A(n,x)B截面測量直接測量出射粒子x或者產物核B測量產物核B活度得其數(shù)目從而知道截面數(shù)值第二種方法就是活化法活化截面的測量歸結為中子注量的精確的測量和產物核的絕對活度的測量。當前18頁，總共35頁。中子活化法修正樣品方面樣品的大小和厚度引起中子注量率在樣品中衰減、多次反應所以要修正。此項修正與樣品、幾何尺寸、中子能量有關，目前普遍采用的是M-C模擬計算修正。當前19頁，總共35頁。中子活化法源中子被靶材料以及周圍物質散射，有可能打到輻照樣品上；帶電粒子與靶的阻止層或者氣體靶的窗發(fā)生反應產生中子反應；在用反應中子源時，為反應的氘會與沉積在靶的阻止層不同深度的氚核發(fā)生作用產生中子，這些中子能量比較低；在8-13Mev中子能區(qū)，目前常用的中子源都伴隨有來自破裂反應的低能中子。中子源方面M-C計算修正采用不含產生中子物質的靶，其他條件不變，作為本底值實驗測量修正當前20頁，總共35頁。實驗實例——截面常用方法活化法瞬發(fā)γ射線法全吸收技術總能量探測器技術當前21頁，總共35頁。實驗實例——截面衰變鏈當前22頁，總共35頁。實驗實例——截面活化法241Am俘獲中子生成242g,mAm后，在較短的時間內，242gAm很快衰變成242Cm，而242mAm幾乎不衰變。這時稱取部分樣品，經(jīng)放化流程分離提純出242Cm(鋦)，并用α能譜法測得242Cm的含量，再根據(jù)242gAm的衰變分支比推算出242gAm的生成量。將剩余樣品保存數(shù)年，此時由242gAm生成的242Cm已全部衰變成238Pu，而242mAm通過遞次衰變生成242Cm，該衰變鏈處于長期平衡，此時，樣品中的242Cm基本是來自于242mAm，這時再經(jīng)放化分離提純并測量樣品的242Cm含量，即可推算出輻照結束時刻242mAm的生成量。由先后兩次分別測得的結果可計算反應分支比。當前23頁，總共35頁。實驗實例——截面活化法中子能量大于1Mev的截面測量幾乎都是采用活化法，但是其測量時間長、要求中子源強度大、樣品用量多、依賴半衰期和衰變分支比的精確性。當樣品用量較多時，會給樣品制備和處理帶來一些問題，所以除了熱中子能點以外，在其它能點，由于中子源弱，難以采用活化法進行。當前24頁，總共35頁。實驗實例——截面瞬發(fā)γ法全吸收法技術特點是所使用的探測器幾乎能100%吸收俘獲所輻射出的伽馬射線。適用于高放射性但樣品量少情況下。總能量探測器技術特點是探測器對γ射線的探測效率與射線能量成正比。當前25頁，總共35頁。實驗實例——截面實驗情況當前26頁，總共35頁。當前27頁，總共35頁。實驗實例——截面活化法當前28頁，總共35頁。實驗實例——截面BaF2優(yōu)點：BaF2晶體對γ射線探測效率高，不怕潮解，使用保存方便等。BaF2scintillatorisitsfasttimingwhichleadstoagoodγ-γcoincidencetimingandaprecisedeterminationoftheneutrontime-of-flight.當前29頁，總共35頁。實驗實例——

截面全吸收型4πBaF2晶體探測器:DANCE(LosAlamos洛斯阿拉莫斯中子散射中心)Karlsruhe4πBaF2晶體探測器TAC(歐洲核子研究中心n_TOF上的)GTAF(原子能院在建)當前30頁，總共35頁。DANCE160個晶體，每個晶體深15cm，體積約734cm3,2ns獲取一個信號靶核241Am質量219μg，直徑6.35mm當前31頁，總共35頁。中子源LujanCenterEn<500keV90L15R30R60R90RTarget2120LWeaponsNeutronResearchFacility0.1MeV<En<600MeVLineBNRAD,Ultra-ColdNeutronsProtonRadiographyAreaA(futureMTS)ER-1Target1345867ER-291011A/B121312141516H+SourceH-SourceIsotopeProductionFacilityDriftTubeLinearAcceleratorLineDSide-CoupledLinearAcceleratorPSR15L30LLSDSGEANIEFIGARON,ZDANCEProtonFissionLujanCenterEn<500keV當前32頁，總共35頁。pulsed800MeVprotonbeamtungstentargetcollimationshuttergammaraysfasterneutronsslowerneutrons15metersneutronsReactionanddetectorareaWNR

TOF設備當前3