D-D中子诱发 235 U裂变产物产额测量
发布时间：2020-12-06 12:02
核数据是连接核物理实验与实际应用的桥梁。其中,裂变产物产额,尤其是中子诱发的裂变产物产额,广泛应用于基础核实验、核结构模型研究、核工程设计、反应堆元件燃耗测量,核燃料检测以及核查等诸多方面。目前,14 MeV中子与热中子诱发235U裂变产物产额已有较多的测量数据并且质量较高,在23MeV中子能区,裂变产额数据较少且有很大分歧,不确定度也普遍较大,难以满足应用的需要。这是由于较大的不确定度会给使用者带来不必要的损失,降低工业设计精度,造成实验误差等各种问题。此外,若干单能中子能量诱发235U核反应数据的缺失限制了裂变产额研究的进展,因此,对该能区中子诱发235U裂变产额的精确测量是十分必要的。利用中子活化和直接γ能谱法对D-D加速器中子源产生的（2.8±0.3）MeV中子诱发235U的裂变产额进行了实验测量和分析。中子辐照实验在中国原子能科学研究院的CPNG-600高压倍加器上完成,铀靶的辐照时间约105小时。辐照结束后,分别利用中国原子能科学研究院和兰州大学的低本底高纯锗γ谱仪...
【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】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
核裂变势能曲线示意图
兰州大学硕士学位论文D-D中子诱发235U裂变产物产额测量5程中原子核会放出一些中子，这些中子称为“断裂中子”。中子数量与激发原子核的能量有关，其余大部分中子是由原子核断裂之后的裂变碎片发出。绝大多数中子发射时间短于4×10-14s，只有极少的中子是在裂变后数秒内发射，时间大约在裂变完成1s之后，这种情况的中子数量仅占总中子数的1%左右，通常称裂变后1s后发射的中子为“缓发中子”。综上所述，将裂变过程中发射的所有中子数总称为“总中子产额”。用符号表示。影响的因素，除原子核的激发能外，还与总核数相关。通过对裂变前后的中子能量分析，裂变过程中的中子平均能量约为2MeV，此能量与D-D中子源的中子能量比较接近。1.3.5裂变过程中的γ射线裂变碎片经过中子的释放后，将通过发射γ射线的方式进行退激达到稳定状态。由于β衰变的时间极短，最短可以达到毫秒量级，可以将0.1ms以内发射的γ射线全部认为来自于原始裂变产物。这部分γ射线中，超过一半的γ射线寿命短于2×10-11s，每次裂变大约会产生并发射出8个光子，平均能量约为1MeV。通常这部分γ射线称为“瞬发γ”。样品测量之前一般会经过一段时间对样品进行冷却，在探测器上测量的γ基本不会有β衰变的产物。本次实验的样品冷却时间大约是9小时，经验证，若样品冷却时间太短，高纯锗探测器上死时间比就越大，造成的误差也越大。另一方面，在实际的实验情况中，辐照结束后，不能立即进入辐射场所取出样品进行测量。但样品的冷却时间过长不利于短寿命核素测量。选择适当的冷却时间是实验设计中的重要内容。图1-2诱发裂变过程示意[1]图1-2是裂变不同时间段内发生的各种物理现象，横坐标表示时间，两个事
兰州大学硕士学位论文D-D中子诱发235U裂变产物产额测量6件之间的时间间隔为t秒，用20+lgt表示；纵坐标表示两个裂变碎片之间的距离，两者相距rcm，用13+lgr个单位表示，图中显示的ρ为介质密度，图中ρ=1。1.4裂变产物质量分布将链产额作为纵坐标，质量数作为横坐标，这样就得到裂变产物的质量分布，质量分布图是链产额与质量数之间的关系，它是核裂变产额的最重要特点。科研人员通过大量实验数据分析以及各种理论模拟计算，大体可以将裂变产物质量分布分为三种类型。1、对称分布，裂变碎片的质量峰位于A1=A2=Af/2的位置，在Af/2的位置有一个峰的分布。Z≤84或者Z≥100时一般会出现对称分布的情况；2、非对称分布，裂变碎片的质量分布不再Af/2的位置的分布的一种情况。90＜Z＜100之间的靶核一般会出现这种类型的分布。3、混合类型的分布，对称分布与非对称分布混合在一起的一种分布情况。图1-3为一些核裂变的质量分布。严格意义上来说，质量分布对称峰的情况比较少见，几乎任何的分布情况都可以认为是混合分布的一种。靶核质量介于两者之间的情况会出现三峰的情况，表示两者的影响相当，随着激发能提高，质量分布曲线中对称的成分会随激发能增大，最后，质量分布图会由双峰变为单峰。图1-3一些核裂变的质量分布关系[1]裂变产物质量分布的三种类型如上图1-3所示。中子诱发原子核发生裂变，
本文编号：2901331
【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】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
核裂变势能曲线示意图
兰州大学硕士学位论文D-D中子诱发235U裂变产物产额测量5程中原子核会放出一些中子，这些中子称为“断裂中子”。中子数量与激发原子核的能量有关，其余大部分中子是由原子核断裂之后的裂变碎片发出。绝大多数中子发射时间短于4×10-14s，只有极少的中子是在裂变后数秒内发射，时间大约在裂变完成1s之后，这种情况的中子数量仅占总中子数的1%左右，通常称裂变后1s后发射的中子为“缓发中子”。综上所述，将裂变过程中发射的所有中子数总称为“总中子产额”。用符号表示。影响的因素，除原子核的激发能外，还与总核数相关。通过对裂变前后的中子能量分析，裂变过程中的中子平均能量约为2MeV，此能量与D-D中子源的中子能量比较接近。1.3.5裂变过程中的γ射线裂变碎片经过中子的释放后，将通过发射γ射线的方式进行退激达到稳定状态。由于β衰变的时间极短，最短可以达到毫秒量级，可以将0.1ms以内发射的γ射线全部认为来自于原始裂变产物。这部分γ射线中，超过一半的γ射线寿命短于2×10-11s，每次裂变大约会产生并发射出8个光子，平均能量约为1MeV。通常这部分γ射线称为“瞬发γ”。样品测量之前一般会经过一段时间对样品进行冷却，在探测器上测量的γ基本不会有β衰变的产物。本次实验的样品冷却时间大约是9小时，经验证，若样品冷却时间太短，高纯锗探测器上死时间比就越大，造成的误差也越大。另一方面，在实际的实验情况中，辐照结束后，不能立即进入辐射场所取出样品进行测量。但样品的冷却时间过长不利于短寿命核素测量。选择适当的冷却时间是实验设计中的重要内容。图1-2诱发裂变过程示意[1]图1-2是裂变不同时间段内发生的各种物理现象，横坐标表示时间，两个事
兰州大学硕士学位论文D-D中子诱发235U裂变产物产额测量6件之间的时间间隔为t秒，用20+lgt表示；纵坐标表示两个裂变碎片之间的距离，两者相距rcm，用13+lgr个单位表示，图中显示的ρ为介质密度，图中ρ=1。1.4裂变产物质量分布将链产额作为纵坐标，质量数作为横坐标，这样就得到裂变产物的质量分布，质量分布图是链产额与质量数之间的关系，它是核裂变产额的最重要特点。科研人员通过大量实验数据分析以及各种理论模拟计算，大体可以将裂变产物质量分布分为三种类型。1、对称分布，裂变碎片的质量峰位于A1=A2=Af/2的位置，在Af/2的位置有一个峰的分布。Z≤84或者Z≥100时一般会出现对称分布的情况；2、非对称分布，裂变碎片的质量分布不再Af/2的位置的分布的一种情况。90＜Z＜100之间的靶核一般会出现这种类型的分布。3、混合类型的分布，对称分布与非对称分布混合在一起的一种分布情况。图1-3为一些核裂变的质量分布。严格意义上来说，质量分布对称峰的情况比较少见，几乎任何的分布情况都可以认为是混合分布的一种。靶核质量介于两者之间的情况会出现三峰的情况，表示两者的影响相当，随着激发能提高，质量分布曲线中对称的成分会随激发能增大，最后，质量分布图会由双峰变为单峰。图1-3一些核裂变的质量分布关系[1]裂变产物质量分布的三种类型如上图1-3所示。中子诱发原子核发生裂变，
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