铅和铅铋样品中子截面宏观检验实验初步研究

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2.5-10.5 MeV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208Pb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。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 铅铋核数据实验研究现状

1．2．1 评价中子核数据库

1．2．2 中子学宏观实验

1．2．3 铅铋数据库国内外实验检验

1．3 论文研究内容与目标

第2章 实验方法与测量技术

2．1 中子源

2．2 中子探测

2．2．1 中子探测方法

2．2．2 中子探测器

2．3 快中子能谱测量方法

2．4 电子学技术-液闪探测器n／γ甄别

2．5 小结

第3章 铅和铅铋样品实验测量与数据处理

3．1 实验布局

3．3 电子学线路与数据获取系统

3．4 数据处理

3．4．1 扣除本底与归一化处理

3．4．2 时间谱刻度

3．4．3 飞行时间谱转换能谱

3．5 小结

第4章 铅和铅铋样品实验结果与模拟结果对比分析

4．1 源中子能谱的模拟

4．2 中子探测器的效率模拟

4．3 理论模拟计算

4．3．1 蒙特卡罗方法

4．3．2 SuperMC程序简介

4．3．3 SuperMC模拟

4．4 实验与模拟的对比分析

4．5 中子泄漏谱敏感性分析

4．5．1 铅截面数据的敏感性分析

4．5．2 铋截面数据的敏感性分析

4．6 小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果