论文摘要
核数据在核物理研究中扮演着重要的角色。其中,核反应截面,尤其是中子诱发的锕系核素裂变截面,在核物理基础研究、核能应用尤其是新型反应堆方面的应用,以及核武器的小型化都有着重要意义。目前,实验和理论方面都对长寿命锕系核素中子诱发裂变反应截面有了较为详细的研究,基于实验测量的数据,通过评价数据可以得到较为准确的值。但对半衰期只有数年乃至更短的锕系核素裂变截面,数据量难以满足应用需求。这是由于,若采用测量长寿命锕系核素的方法测量短寿命锕系核素时,会面临制靶困难以及本底高、测量时间短、实验安全等诸多问题。替代反应法是一种测量短寿命核素反应截面的方法,其基本思想是:某些稳定核素发生的核反应能够与待测不稳定核素发生的核反应形成相同的复合核,并通过相同的衰变道衰变。国内只开展过少量采用替代反应法测量锕系核素截面的研究,国际上开展了十余项替代反应法测量锕系核素中子诱发裂变截面的工作。鉴于这一情况,开展了利用18O+238U体系替代反应法的实验研究。相对利用轻离子以及6,7Li进行替代反应法测量截面的实验,该体系能够避免入射粒子破裂以及对入射粒子与非靶核物质反应对实验结果造成的影响。实验是在中国原子能科学研究院北京HI-13串列加速器上完成。实验中,利用硅条探测器组成的望远镜阵列来鉴别转移反应形成的类弹核产物,从而来确定类靶核产物,等效于中子与靶核形成的复合核;利用一组置于互补角度的PPAC探测器和硅探测器阵列的符合来确定类靶核裂变事件。由此可以得到类靶核产物的衰变率。利用前角Monitor探测器的卢瑟福散射计数与硅阵列的计数,可以归一转束流进而得到转移微分截面。粒子鉴别结果显示,大部分像素点能够清晰的鉴别转移反应产生的14C,15N和17N等出射粒子,部分性能较好的像素点,可以鉴别包括O、N和C等的同位素。实验对238U(18O,14C),(18O,17N)和(18O,15N)的转移微分截面进行了测量,并与半经典转移反应理论程序Grazing计算的结果进行了初步比对。结果表明,基于多个核子级联转移的计算值明显小于实验值,揭示了集团转移在近库仑势能能区18O+238U转移反应中的重要性。同时,提出了短寿命锕系核素中子诱发裂变截面测量方法。根据这一方法,本次实验能够分别得到中子能量为0.5-4.5 MeV的238Np,中子能量为0.5-11 MeV的240Np以及中子能量为0.5-4.5 MeV的241Pu的裂变截面。本次实验的实验平台的搭建将为后续替代反应法的测量奠定基础,同时后续分析得到的裂变截面将对相关核数据评价工作的准确性提升有着重要的意义。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 邱奕嘉
导师: 兰长林,冯晶
关键词: 短寿命核素,裂变截面,替代反应法,体系
来源: 兰州大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 物理学,核科学技术
单位: 兰州大学
分类号: O571
总页数: 87
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