反应截面

摘要： 快中子诱发(n,2n)反应截面的测量在核反应机制研究和核技术应用等方面有着广泛的应用价值。本文在中国原子能科学研究院的高压倍加器上,基于活化法实验测量了^(78)Kr(n,2n)^(77)Kr在14.8 MeV能点的反应截面。样品靶为高纯^(78)Kr气体样品,用十万分之一天平称重得到^(78)Kr的质量,将两片高纯^(93)Nb薄片分别固定在样品靶两侧以监测中子注量率。利用T(d,n)_(4)He反应产生14.8 MeV中子,轰击距中子源约10 cm的样品靶大于4 h后,用准确刻度过效率的HPGe探测器测量活化产物^(77)Kr和^(92)Nb^(m)的活度。利用蒙特卡罗程序计算中子注量率修正、样品自吸收修正、样品几何修正等因子,得到了^(78)Kr(n,2n)^(77)Kr的反应截面,并将结果与文献值和评价数据库进行了比较。研究结果有助于提高^(78)Kr(n,2n)^(77)Kr反应截面测量和评价的水平。

摘要： 本文在基态势能面1^(2)A’’和第一激发态势能面1^(2)A’上研究了氧原子和氢分子离子的碰撞。这两个势能面的最小反应路径上均存在深势阱。本文计算了依赖碰撞能的中间络合物的平均寿命。结果显示在这两个势能面上,中间络合物的平均寿命随着碰撞能的增加而减小。反应存在两种机制,一个是直接反应,另外一个是间接反应。在研究的碰撞能范围内,间接反应占据了主导地位。然而,随着碰撞能的升高,直接反应机制变得越来越重要。另外,本工作还详细研究了反应物激发态和同位素效应对标量性质的影响。尽管反应物振动激发对中间络合物的平均寿命影响很小,但它显著地提高了基态势能面上直接反应的轨线数。相反,在激发态势能面上,反应物振动激发减少了间接反应的轨线数并减小了中间络合物的平均寿命。同位素效应对标量性质没有影响。

摘要： 铱元素是测量中子能谱的优质活化探测器.本文围绕^(191)Ir(n,2n)^(190)Ir反应截面开展了实验研究,在PD-300中子发生器DT中子源上采用活化法以93Nb(n,2n)92mNb反应截面为标准进行了14 MeV附近9个能点的^(191)Ir(n,2n)^(190)Ir反应截面测量,活化产物采用高纯锗探测器进行了测量,获得了13.40-14.86 MeV范围内^(191)Ir(n,2n)^(190)Ir第2激发态截面sm2,^(191)Ir(n,2n)^(190)Ir基态与第1激发态之和的反应截面sg+m1、总反应截面sg+m1+m2和截面比sm2/sg+m1等实验数据,实验不确定度在3.4%-3.5%,其中,14 MeV对应sm2=(136.05±4.93)mb,sg+m1=(1972.35±67.06)mb,sg+m1+m2=(2108.40±71.99)mb,截面比sm2/sg+m1=0.0690±0.0024.实验结果与文献数据及ENDF/B-VIII.0和JEFF3.0/A数据库评价数据进行了比较,结果表明:第1激发态与基态截面之和sg+m1实验结果与文献数据取得了较好的一致性,ENDF/B-VIII.0数据库评价数据与本工作所得^(191)Ir(n,2n)^(190)Ir总反应截面sg+m1+m2实验数据较好地符合,对文献数据分歧情况进行了分析和澄清;本实验结果与文献数据相较有更高的测量精度,本研究结果可为核数据评价相关工作提供重要参考.

摘要： 化学反应速率常数、动力学同位素效应(kinetic isotope effect,KIE)及散射截面的确定,在燃烧、大气以及星际化学反应的化学动力学和动态学研究中起着不可或缺的作用.而常用的理论如量子散射理论、过渡态理论(transition state theory,TST)和准经典轨线方法均难以准确快速地确定多原子反应的速率常数和散射截面.近十几年来,基丁实时路径积分的珠串分子动力学(ring-polymer molecular dynamics,RPMD)方法在气相双分子化学反应动力学研究中的应用获得了成功.而近几年来随着应用范围的扩大,RPMD方法在面临挑战的同时也取得了更多的研究进展.

摘要： 中国锦屏地下实验室为世界最深地下实验室,我国科研人员依托锦屏深地核天体物理实验装置,直接测量了关键核天体反应--氟辐射俘获质子的突破反应截面,将测量范围推进到世界最低能区并发现了一个新共振,解释了宇宙中已知最古老恒星的钙丰度起源问题。该结果支持了第一代恒星的弱超新星爆模型,揭示了古老恒星的演化命运。

摘要： 活化法测量硅单晶中子嬗变掺杂的辐照热中子注量时,由于活化探测器与硅的目标反应截面随中子能量的变化曲线存在一定差异,导致测量值可能存在较大偏差.为了抑制反应截面差异引入的测量影响,基于Stoughton-Halperin约定关系,确立了二元一次方程组求解法和线性最小二乘拟合法,并使用多种活化探测器进行了实验.结果表明:同一位置的不同探测器测量值存在显著差异,基于合理的探测器组合,采用上述方法能够显著减小测量值偏差,偏差可达3％以内.因此,两种方法均能有效抑制截面差异引入的测量影响,并且方程组法仅需要两种探测器,相比最小二乘法更有一定的优势.此外,该方法还适用于其他热中子辐照样品.

摘要： 利用PD-300加速器提供的D-T聚变中子,采用中子活化法测量了^(238)U(n,2n)反应截面;中子能量监测采用^(93)Nb(n,2n)^(92m)Nb和^(90)Zr(n,2n)^(89m+g)Zr截面比法,中子通量监测利用38∪自身反应道U(n,f);通过测量^(237)U发射的208 keV的γ射线,得到了13-15 MeV能区5个能点的^(238)U(n,2n)反应截面值;实验值与JENDL4.0数据库值符合较好,偏差小于1.22%,整体比ENDF/B-VI数据库值约大11%。

摘要： 设计了一台注入能量为7 MeV的快循环同步加速器剥离膜装置,介绍了主体结构设计及高精度换膜运动结构,实现膜片精确定位及在线换膜功能.针对注入参数对膜片开展分析计算,分析了7 MeV的负氢离子束注入时相应的碳膜材料的反应截面及不同厚度的剥离效率,给出了膜片厚度的参数选择.对所设计膜片的温升和寿命进行分析,膜片的温升最高点达到755 K,远小于同类的加速器的剥离膜温度,具有更高的寿命和可靠性.

摘要： 核天体物理是研究微观世界的核物理与研究宇观世界的天体物理、天文学融合形成的一门交叉学科,在国际上一直作为物理学的一个重要前沿方向而受到关注.本文总结了核天体物理领域的研究现状、热点科学问题及实验研究方法,介绍了基于强流重离子加速器装置(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)的核天体物理研究展望.HIAF是我国正在建设的核物理大科学装置,在开展远离稳定线核素的质量、半衰期和核反应截面等方面的核天体物理研究中极具优势,将为研究爆发性核过程和理解宇宙重元素起源问题提供研究机遇.在元素核合成中关键反应研究方面,发展ANC,Oslo,替代反应和替代比率等间接测量方法及实验技术,系统开展带电粒子、中子俘获反应的研究.通过HIAF储存环,可以系统测量r-过程核素质量;通过HIAF次级束流线,发展高效率探测器,系统测量r-过程核素的衰变半衰期.此外,基于HIAF还可以开展中子星物态方程以及弱相互作用率等研究.通过以上核物理实验及理论研究,更新核天体物理研究所需的质量和反应率数据库,结合天文观测,检验和发展天体物理模型,理解星体演化和宇宙中的元素起源.

摘要： 宽能谱范围和高注量率的脉冲型白光中子源是一个可服务于多个不同领域的重要实施平台,包括核数据测量、中子辐射效应、中子成像和核素成分分析、探测器标定等.本文对基于白光中子源的主要科学研究和技术应用、白光中子源的历史发展和现状、我国第一台高性能白光中子源——中国散裂中子源反角白光中子源( Back-n)的性能和科学研究作一个全面的介绍. Back-n是国际上综合性能最好的白光中子源之一,能区范围覆盖meV 百MeV,飞行时间测量分辨率可在全能区达到1%以内,中子注量率国际领先,正在为我国多领域的科学研究和应用研究发挥重要的作用.

摘要： 79Se是纯β长寿命放射性核素,主要通过裂变或中子俘获反应产生,79se在核废物储存、天体物理、生物医学方面有着重要的应用前景.78Se(n,γ)79Se的反应截面在核物理、天体物理方面有着重要的应用价值.由于测量技术的限制,使得78Se(n,γ)79Se反应截面没有直接的实验数据.本工作基于中国原子能科学研究院加速器质谱系统建立了79Se高灵敏测量方法,基于此方法开展了78Se(n,γ)79Se反应截面的测量.通过辐照天然Se样品来产生79Se,用锆片来测定辐照中子的总注量(Φ),然后利用AMS测定辐照样品中79Se/78Se的比值(R79/78)来实现78Se(n,γ)79Se反应截面的测定.测定反应截面的公式:σ＝79Se/78Se(Φ)。

摘要： 本文采用相对测量技术,以活化法对13.4～14.8 Mev范围内的176Hf(n,2n)175Hf反应截面进行了测量。样品固定在距离D-T中子源20cm处的圆环的不同位置上进行中子辐照,采用93Nb(n,2n)92Nbm作为监测反应,活化产物采用高纯锗探测器进行了测量,所得14 MeV附近的176Hf(n,2n)175Hf反应截面实验值为(2 100±85)mb,对实验结果与公开文献值和ENDF/B6.8评价库数据进行了比对。

摘要： 采用活化法测量了197Au等核素的14MeV中子反应截面.当入射中子为14.74MeV时,197Au(n,2n)196Au反应截面测量结果为(2175±76)× 10-31m2,并与其他测量结果和ENDF/B-6评价数据库数据进行了比较.对于结果的一些不确定度因素,采用MCNP程序进行了分析.

摘要： 用93Nb(n, 2n)92mNb和90Zr(n, 2n)89m+gZr截面比法测定中子能量, 以93Nb(n, 2n) 92mNb反应截面作中子注量标准, 用活化法测量了13.5-14.6 MeV中子引起的89Y(n, 2n) 88Y的反应截面值.由(13.5±0.3), (14.1±0.2), (14.6±0.3) MeV中子引起的89Y(n, 2n)88Y反应截面值分别为(759±42), (835±42)和 (958±53) mb.

摘要： 用活化法以Al(n,α)Na反应截面为中子注量标准,对14MeV能区中子引起的Ni(n,p)Co反应截面进行了测量.中子能量由硅探测器法测定.

摘要： 核反应R矩阵理论是研究轻核反应以及中重和重核共振能区核反应的重要理论方法.包含能级矩阵非对角元贡献的完全R矩阵理论在理论上比较严格.根据不同的假定和近似得到不同的R矩阵计算方法.若对能级矩阵做对角化近似便得到多能级BreitWigner R矩阵理论;如果把有实验数据的反应道称为保留道,把没有实验数据的道称为约化道,便得到约化R矩阵理论;在R矩阵元的分母中可以保留或忽略掉能级漂移项,分母中的宽度项可以取为对所有开放道求和或只对约化道求和.不同的近似方法对于用R矩阵计算的S矩阵的幺正性和自洽性会有不同的影响.新编的R矩阵程序FDRR包含了4种计算方法,可计算轻核各种两体反应道的截面、角分布和1/2自旋(入射、出射)粒子的极化分辨本领,对于三体反应道可用假两体道做近似处理(只能计算正确的截面值,计算的角分布不是真实的物理量).对n+6Li反应过程进行了分析,对各种出射粒子以及剩余核进行了分析和归并,得到最后用于计算的反应道,对于三体道也进行了合理的假定和近似.利用FDRR程序对n+6Li反应20MeV以下能区进行理论计算和分析,给出了n+6Li反应截面的计算的初步结果,给出了全截面、中子弹性散射截面、(n,t)、(n,inl)、(n,2n)、(n,d)等截面的结果.将理论计算结果与实验数据进行比较和分析,理论计算结果与实验数据符合的较好.

摘要： 天然锆有5个稳定的同位素，其中90Zr的丰度最大。金属锆具有很小的热中子俘获界面，作为反应堆的结构材料，能够保证反应堆中有足够的热中子数量，维持反应堆正常运转。裂变过程中产生的锆放射性同位素共有16个，大部分为短寿命核素。长寿命同位素为93Zr，半衰期为1.53×106a，但其反应截面、半衰期和裂变产额等数据不足，要准确给出上述核数据，都涉及到原子数的测定。rn 传统测量微量长寿命或稳定核素的质谱仪是热电离质谱仪(TIMS)，随着质谱技术的发展，特别是多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的出现，克服了TIMS的灵敏度较低的不足，同时具有样品前处理简单，操作快速的特点，已应用于长寿命裂变产物核素的原子数测量。本工作用MC-ICP-MS对核素93Zr的浓度进行测定，来确定其原子数目，为计算反应截面、半衰期和裂变产额等提供准确的数据。

摘要： 讨论了所做实验Ba(S)+HI(X∑,v,J)→BaI(X∑,v,J)+H(S)态-态反应的机理,在碰撞能量较低时,碰撞参量的极大值b取决于角动量的离心垒,在碰撞能量大于5kcal/mol时,b取决于能量守恒定律.该反应的态-态反应截面随着碰撞能量的变化而变化.当Ba与HI的相对运动速度从850m/s变化到1300m/s的过程中,反应截面先增大,达到极大值后逐步减小,在相对运动速度为1100m/s时,反应截面有一极大值.在较低相对运动速度时反应截面的变化趋势,展现了此反应有一能垒.该种有能垒的反应,其态-态反应截面具有普遍性,即反应截面随反应物碰撞能量的增大而增大,达到一个极大值后再逐步减小.现有的理论模型只能部分地解释实验得到的反应截面的实验结果.对原有的Levine和Bernstein的中心线模型(Line-of-Center)进行改进,建立了一个简单模型对此加以描述,模型要点是:(1)假设一个固定反应区域,其外存在一势垒,必须越过此势垒才能进入反应区域.(2)反应物进入反应区域未必能反应,而必须再越过一个离心垒才能反应,此反应σ随E先增加后减小,而减小的主要原因,应该是化学力不能束缚反应物.从结果来看,本模型比较正确地描述了反应截面σ与碰撞能量E的关系,与实验结果吻合较好.

摘要： 在较大的连续角区范围内测量了27Al+27Al耗散反应产物的激发函数,入射束流的能量从114到127 MeV,能量步长200keV.分析激发函数的角度关联,角度相干宽度超过40°,各个角度之间反应产物的互关联系数在0.6以上.用宏观条件下的量子态叠加讨论了这种大角度关联.

摘要： 在较大的连续角区范围内测量了27Al+27Al耗散反应产物的激发函数,入射束流的能量从114到127 MeV,能量步长200keV.分析激发函数的角度关联,角度相干宽度超过40°,各个角度之间反应产物的互关联系数在0.6以上.用宏观条件下的量子态叠加讨论了这种大角度关联.

摘要： 一种获取不可分辨共振区高精度总反应截面的方法，首先预制235U、238U在若干背景截面下的不可分辨共振积分表，将核素的不可分辨共振区总反应截面分成两部分，即光滑部分和共振部分；其后确定核素的背景截面所对应预制共振积分表中的背景截面区间，计算区间端点处的自屏因子；接着利用自屏因子仅对于总反应截面的共振部分进行自屏计算，并与光滑部分求和获得背景截面在区间端点处对应的有效总反应截面；最后插值获得该核素的不可分辨共振区有效总反应截面。本发明方法是获得不可分辨共振区高精度有效总反应截面的关键，能够保证堆芯多普勒反应性参数的计算精度、保证堆芯安全分析的精度水平，为第四代快谱反应堆的中子学计算及核设计任务提供可靠的支撑。

摘要： 本发明公布了一种中子核反应截面测量中减小中子能量误差的方法。针对中子核反应截面测量的结果(例如反应产物的计数和能谱)是由多种能量的中子叠加贡献的问题，本发明利用实际测量得到的中子能谱，通过迭代的方法，将由多种能量的中子共同贡献的中子核反应的测量结果退卷积到某一特定的中子能量上，从而有效地减小中子能量误差。

摘要： 本发明属于核数据测量技术领域，具体涉及一种扣除其它核反应对目标核反应截面测量影响的方法及系统，该方法首先制备样品并对样品进行中子辐照；然后判断样品辐照后是否仅有一种与目标核反应子核相同的反应对目标核反应截面测量影响不可忽略；最后在仅有一种与目标核反应子核相同的反应对目标核反应截面测量影响不可忽略情况下，用产生同种子核的不可忽略的核反应截面的实验值或评价值，扣除其对目标核反应截面测量的影响。本发明的方法原理清楚、涉及公式简单、计算快捷，从而提高在采用含有两种及两种以上同位素的天然样品测量核反应截面时所获得核反应截面数据的精确度。

摘要： 本发明提供一种扣除其它核反应生成物对目标核反应截面测量影响的方法。在核反应截面测量中，如果其它核反应产物的半衰期远大于目标核反应产物的半衰期，则可用以下方法扣除其它反应产物对目标核反应截面测量的影响：对目标核反应的特征伽马射线测量两次，第一次测量不同反应产物衰变到目标反应产物的伽马射线全能峰面积C11与第二次测量的伽马射线全能峰面积C12的关系为在用核反应截面一般计算公式测量目标核反应截面时，其中的伽马射线全能峰面积Cx应为第一次实测的目标核反应产物的伽马射线全能峰面积减去C11，而C11可由与C12的上述关系式得到。

摘要： 本发明提供一种规避其它核反应生成物对目标核反应截面测量影响的方法，在实际的核反应截面测量中，同时测量被研究核反应生成物的特征伽马射线(全能峰面积为C0x)和其它不同核反应生成物的特征伽马射线(全能峰面积为Cm)，C1与Cm关系为：在用核反应截面一般计算公式测量待测核反应截面时，其中的特征伽马射线全能峰面积Cx应为从实测的被研究核反应生成物的特征伽马射线全能峰面积C0x中，扣除由其它不同核反应生成物衰变为被研究核反应生成物的特征伽马射线全能峰面积C1(即Cx＝C0x‑C1)，而C1可由与Cm的上述关系式得到。本发明给出的扣除公式简单，在实际的核反应截面测量中易于扣除其它不同核反应产物衰变对被研究核反应截面测量的影响。

摘要： 本发明涉及核数据测量技术领域，具体地说，涉及一种在核反应截面测量中扣除与目标核反应相同生成物干扰的算法。其包括采用含有多种同位素的天然样品测量核反应截面；判断产生相同生成物的其它核反应对目标核反应截面测量干扰能否忽略；对不能忽略的产生相同生成物的其它核反应对目标核反应截面测量干扰进行扣除。本发明中在产生相同生成物的其它核反应对目标核反应截面测量所产生的干扰不可忽略的情况下，通过产生相同生成物的其它核反应的反应截面可靠的实验值或评价值，扣除其对目标核反应截面测量的干扰，从而提高在采用含有多种同位素的天然样品测量核反应截面时所获得核反应截面数据的精确度。

摘要： 本发明涉及一种统计和物理相结合的(n,α)反应截面实验数据评价方法，属于核数据评价技术领域，所述方法包括以下步骤：调研收集现有的(n,α)反应截面实验数据相关信息，确定实验数据的实验方法，对实验数据进行数学和物理分析，了解实验数据的分布规律，寻找隐性变量；根据隐性变量对实验数据进行分类分析评价，得到实验数据评价结果；并以此为依据，通过数学拟合等方式得到推荐激发函数。本发明所述方法从数学和物理两方面着手，寻找辛普森悖论中影响数据准确度的“隐性变量”，从实验数据评价的角度，能够有效避免PPP问题的发生，有效提高评价数据的准确性以及评价工作的效率。

摘要： 本发明属于核数据测量技术领域，具体涉及一种某种元素生成某种核素的反应截面的测量方法及系统，该测量方法首先制备样品并对样品进行中子辐照；然后测量中子辐照后样品中生成相同核素的特征γ射线全能峰总计数；最后利用某种元素生成某种核素的反应截面的计算公式获得某核素生成截面。本发明给出某种元素生成某种核素的反应截面的科学定义，并给出某种元素生成某种核素的反应截面的一般计算公式，公式原理清楚、计算简单快捷，对重要同位素的生产、对反应堆结构材料的选择以及相关核物理基础研究和应用研究等都有重要的意义。

摘要： 一种获取不可分辨共振区高精度总反应截面的方法，首先预制235U、238U在若干背景截面下的不可分辨共振积分表，将核素的不可分辨共振区总反应截面分成两部分，即光滑部分和共振部分；其后确定核素的背景截面所对应预制共振积分表中的背景截面区间，计算区间端点处的自屏因子；接着利用自屏因子仅对于总反应截面的共振部分进行自屏计算，并与光滑部分求和获得背景截面在区间端点处对应的有效总反应截面；最后插值获得该核素的不可分辨共振区有效总反应截面。本发明方法是获得不可分辨共振区高精度有效总反应截面的关键，能够保证堆芯多普勒反应性参数的计算精度、保证堆芯安全分析的精度水平，为第四代快谱反应堆的中子学计算及核设计任务提供可靠的支撑。

摘要： 本发明公布了一种中子核反应截面测量中减小中子能量误差的方法。针对中子核反应截面测量的结果(例如反应产物的计数和能谱)是由多种能量的中子叠加贡献的问题，本发明利用实际测量得到的中子能谱，通过迭代的方法，将由多种能量的中子共同贡献的中子核反应的测量结果退卷积到某一特定的中子能量上，从而有效地减小中子能量误差。