铅和铅铋样品中子截面宏观检验实验初步研究

发布时间：2020-04-07 14:22

【摘要】：铅基材料作为快中子增殖堆和加速器驱动次临界系统的理想冷却剂材料,其评价中子核数据的准确性直接影响到两类装置的设计和安全,因此有必要开展中子学宏观实验以验证现有铅基材料评价中子截面数据的质量。 本文基于中国原子能研究院的D-T脉冲中子发生器对铅和铅铋样品进行了中子泄漏谱的实验测量。采用飞行时间法,通过BC501A液闪探测器记录了铅和铅铋样品的泄漏中子谱。并利用超级蒙特卡罗核计算分析软件系统SuperMC建立实验的计算模型,分别使用ENDF/B-Ⅶ.1、JEFF-3.1和JENDL-4.0数据库对实验开展了数值模拟研究。通过对比实验谱与模拟谱,对铅和铋的中子截面数据进行了评价。并针对实验和计算的差别进行了敏感性分析,找出可能存在问题的反应道。 分析结果表明,在铅实验中,JEFF-3.1、JENDL-4.0和ENDF/B-Ⅶ.1的模拟结果与实验结果总体符合较好,但在2.5-10.5MeV能段与实验结果存在一定差异。通过进行铅各反应道对差异部分的敏感性分析,发现JEFF-3.1和ENDF/B-Ⅶ.1数据库208Pb的(n,2n)截面与JENDL-4.0数据库20sPb的连续非弹截面对能谱影响明显,可能是造成模拟值与实验值差异的原因；对于铅铋样品实验,发现ENDF/B-Ⅶ.1的模拟结果和实验结果存在明显差异,尤其在5.5-7MeV能段。通过对ENDF/B-Ⅶ.1中209Bi有关截面的敏感性分析,发现209Bi的(n,2n)截面对能谱有明显影响。通过读取三个数据库209Bi的(n,2n)截面数据,基本确定模拟值与实验值之间的较大差异与ENDF/B-Ⅶ.1数据库209Bi的(n,2n)截面缺少角度分布数据有关。
【图文】：

D'g?能量分别为30 mA和350keV。样品纯度为99.998%,正对中子源，两者相距20cm,探测器和准直-屏蔽系统被放置于旋转轨道上，如图1.3所示，可方便实现测量角度的调整。并采用MCNP-5.14和FENDL-3.0、FENDL-2.1和JENDL-4.0评价数据库模拟得到计算数据。其巾，在进行模拟时通过计算有效探测面积As对实验布局进行简化处理。将测量数据与模拟结果进行比较，发现所有模拟结果与实验都符合较好，俱在中间能段（7-llMeV) 66.8°的模拟值相对偏小。5

微分测量法是在己知入射中子角度的情况下，，通过测量特定反冲角方向一个小角度范围内反冲质子的能量，如图2.1，推算出中子能谱。使用该方法需注意的是，中子源、辐射体和探测器的尺寸要与它们之间的距离相比小很多，这样可将入射中子束视为平行束，而且确保从辐射体反冲出来而被探测器测到的反冲质子的反冲角都为<^。13
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O571.55

【共引文献】

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本文编号：2618014