14MeV中子活化截面与冷中子的CH 4 和CD 4 全截面研究

发布时间：2021-09-01 20:44

　　核反应,是核物理研究的重要课题之一,它能揭示入射粒子与靶原子核之间的相互作用。中子核反应是一个很重要的研究手段,通过它,可以获知原子核内部的结构与核力的信息,也是检验核模型理论的依据。而中子核反应数据对于核模型的建立和检验,反应堆设计与安全,辐射屏蔽与防护都有重要的意义。本工作对14MeV能区快中子,完成了（n,2n）,（n,a）,（n,p）的截面测量工作并进行了计算过程和修正参数的详细论述。此工作在中国工程物理研究院TD-300加速器上所做,反应道为生成物半衰期为几分钟的短寿命产物。所用方法为中子活化法,测量γ射线,所用探测器为美国生产的GEM-60P同轴型高纯锗探测器,其相对效率为68%。低能中子的截面和散射是一种探索微观世界强有力的工具,低能中子的产生现在主要是加速器和反应堆中子源。甲烷是低能中子源慢化器广泛采用的材料。如中国散裂中子源选用液态甲烷作为低能中子的慢化器材料之一。中子在慢化器中碰撞冷却的过程,同时也存在中子的吸收作用。在低能区,中子吸收截面遵循1/V关系。随着中子能量的降低,慢化器材料对中子的吸收作用也就越强,尤其是在冷中子能区,这种效应限制着冷中子产额的增加。通过... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 中子的基本性质
    1.2 中子的探测
    1.3 核反应与截面
    1.4 核反应机制
    1.5 中子引起核反应测量方法
    参考文献
第二章 14MeV中子引起的核反应截面测量原理
    2.1 活化截面计算公式
    2.2 公式的各项修正
        2.2.1 中子通量波动因子
        2.2.2 几何因子的修正
        2.2.3 样品的生吸收修正
        2.2.4 级联符合效应修正
    2.3 修正的截面测量计算公式
    2.4 同质异能态对基态生成截面的扣除方法
    参考文献
第三章 实验装置与实验过程
    3.1 中子源
    3.2 中子平均能量的确定
    3.3 γ能谱测量系统
        3.3.1 能量刻度
        3.3.2 高纯锗的效率刻度
    3.4 样品制作
        3.4.1 监督片的制备
    3.5 样品的照射
    3.6 样品的冷却与放射性γ测量
    参考文献
第四章 数据处理和截面测量结果及讨论
    4.1 锰的核反应截面数据
    4.2 钕的核反应截面数据
    4.3 钆的核反应截面数据
    4.4 钐的核反应截面数据
    4.5 锡的核反应截面数据
    参考文献
第五章 CH_4与CD_4全截面测量
    5.1 简介
        5.1.1 慢化器介绍
        5.1.2 关于慢化器材料
    5.2 低温固体甲烷
        5.2.1 CH_4与CD_4低温性质
    5.3 中子与物质的相互作用
        5.3.1 裂变过程
        5.3.2 辐射俘获过程
        5.3.3 散射过程
    5.4 中子散射的基本理论
    5.5 中子在慢化器中的行为
        5.5.1 1eV能区以上的中子减速
        5.5.2 在能量低于1eV的能区,中子减速
    5.6 关于MCM-41
    参考文献
第六章 实验过程
    6.1 实验装置
        6.1.1 质子输送系统
        6.1.2 靶系统,反射体,慢化器系统：TMR
    6.2 时间与能量分辨
    6.3 样品容器Cell
        6.3.1 铟密封
    6.4 冷却系统
    6.5 气体操作系统
    参考文献
第七章 测量过程与结果
    7.1 单甲烷CH_4测量
        7.1.1 真空容器(不装填任何样品气体)的中子束流测量
        7.1.2 充甲烷CH_4并冷却
        7.1.3 在各种不同温度下进行测量
        7.1.4 样品升温,并抽取出系统
    7.2 禁锢在MCM-41中甲烷CH_4的测量
        7.2.1 加入MCM-41,并抽取真空的“空Cell”测量
        7.2.2 冲入甲烷并测量其截面
    7.3 各种温度下,单CH_4与禁锢在MCM-41中CH_4的截面比较
    7.4 禁锢在MCM-41中CD_4截面测量
        7.4.1 空Cell(填充MCM-41)容器中子测量
        7.4.2 向Cell充入CD_4气体,冷却与升温过程
        7.4.3 禁锢在MCM-41中CD_4的截面
    7.5 小结
第八章 总结
在学期间的研究经历与成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]中子散射技术及其应用[J]. 叶春堂,刘蕴韬.  物理. 2006(11)
[3]HPGeγ谱仪系统死时间校正方法的实验研究[J]. 周丰群,杨景康,拓飞,易艳玲,孔祥忠.  高能物理与核物理. 2005(12)
[4]利用加速器质谱方法测量14N(16O,α)26Al反应截面[J]. 何明,杨耀云,姜山,Y.Nagashima,T.Takahashi,刘克新,董克君,任小唐,武绍勇.  原子核物理评论. 2004(04)
[5]乙烷在中孔分子筛MCM-41中吸附的计算机分子模拟[J]. 张现仁,沈志刚,陈建峰,汪文川.  物理学报. 2003(01)
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[7]γ谱分析中的γ-γ级联辐射的符合相加校正方法简介与评价[J]. 苏琼.  核技术. 2000(10)
[8]以核能为中心的中子工作[J]. 唐洪庆.  核物理动态. 1994(02)
[9]用硅半导体探测器测量快中子平均能量的方法[J]. 袁俊谦,王永昌,仇九子,杨景康.  兰州大学学报. 1992(03)
[10]γ强度测量中级联符合效应的修正[J]. 罗小兵,夏宜君,龙先灌.  核技术. 1992(07)



本文编号：3377657