AMS测量78Se(n,γ)79Se反应堆热中子反应截面研究

摘要

Se的中文名是硒,它有六种天然稳定同位素:74Se、76Se、77Se、78Se、80Se、82Se,丰度分别为:0.89％、9.36%、7.63%、23.78%、49.61%和8.73%。79Se是Se的一个放射性同位素,其半衰期为(2.80±0.40)×105年。79Se居于核素合成s过程主线的分支点处,因此,对78Se(n,γ)79Se的研究在核天体物理研究中有很重要的意义;79Se是235U的裂变产物核之一,因此对79Se的研究在核反应堆设计研究中有意义,并且,由于79Se的半衰期较长,乏燃料放置一段时间后,79Se会成为放射性的主要来源之一,因此,对79Se的研究在放射性废物管理方面也有意义;另外,Se是人体必需的微量元素之一,因此,对79Se的研究在生物医药方面也有一定的价值。
　　79Se的产生方式主要有两种,一种是通过反应堆辐照、由78Se(n,γ)79Se反应生产;另一种是从235U的裂变产物中分离提取,裂变产额值为0.035%。
　　本工作利用活化法,对热中子的78Se(n,γ)79Se反应截面进行了测量研究。样品由商业SeO2(99.99%)粉末加工而成;辐照在中国原子能科学研究院微型中子堆上进行,辐照持续8个小时;中子通量用锆片、通过94Zr(n,γ)95Zr反应和96Zr(n,γ)97Zr进行监督,监督片活度用高纯锗γ谱仪测量,得出样品上的中子注量率为Φ=2.9×1010/cm2·s;辐照样品中的79Se是纯β放射性核素,半衰期较长,对其测量容易受实验条件影响,因此放射性测量方法不易准确定量。本研究采用了加速器质谱(AMS)方法、利用基于HI-13串列加速器所建立的高灵敏度同位素丰度比(79Se/78Se)测量方法,对79Se进行了高灵敏度测量。最后给出了78Se(n,γ)79Se热中子反应截面为(0.35±0.05)b。该值与文献上提供的理论评价参考值在误差范围内一致,是国际上首次通过实验测出的数据。测量过程中所采用方法可以为以后对Se的研究提供参考。
　　本论文工作主要包括以下几个方面内容:
　　(1)样品的反应堆辐照研究。
　　(2)辐照样品的中子通量测量研究。
　　(3)研究制备AMS测量样品。
　　(4)辐照样品的同位素丰度比(79Se/78Se)的AMS测量研究。
　　(5)数据处理及分析。

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绪论

第一章 AMS系统介绍及应用

1.1 普通质谱（MS）

1.2 AMS系统简介

1.3 AMS的应用现状

1.4 本章小结

第二章 样品的中子辐照

2.1 中子简介

2.2 辐照条件的确定

2.3 中子通量监督

2.4 本章小结

第三章 79Se的AMS测量

3.1 样品制配

3.2 实验设备及参数

3.3 样品的AMS测量

3.4 数据处理及实验结果分析

3.5 误差分析

3.6 实验结果分析

3.7 本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

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