中子核数据测量进展及展望

中子核数据是核物理基础研究、核能开发与利用以及核技术发展的基础数据,其质量直接关系到核装置等与核相关的产品的有效性、安全性与经济性.因此自中子发现以来,对中子核数据的研究已进行了80多年,各发达国家仍然不断地投入大量的人力物力进行研究,不断提高各数据库的质量,为基础研究、国防科技和国民经济服务.中子核数据研究包括实验测量、理论评价与宏观检验三部分,本文介绍了中子核数据测量方面的进展,主要包括测量平台与方法、中子反应数据和裂变数据实验测量方面的进展,最后进行了展望.

兰州大学的中子发生器研制及应用展望

1988年兰州大学成功研制了3×10^(12)s^(-1)的ZF-300强流中子发生器,主要用于核数据测量、材料辐照损伤等研究。为进一步开展活化法中子核数据测量、裂变物理等研究,兰州大学启动了基于倍压加速器的ZF-400强流中子发生器研制工程,该中子发生器的设计指标为D束流能量400 keV、D束流强度大于30 mA、D-D中子产额大于5×10^(10)s^(-1),D-T中子产额大于5×10^(12)s^(-1)。在裂变物理研究方面,已成功发展了描述裂变核断点裂变势的势驱动模型(potential-driving model),并开展了中子诱发典型锕系核素裂变发射中子前裂变产物的质量分布计算研究;将potential-driving model植入Geant4程序,发展了用于裂变发射中子后裂变产物质量分布、动能分布、裂变中子能谱等模拟的蒙特卡罗方法,并开展了可靠性评估研究;研制了一套用于裂变产物实验测量的双屏栅电离室(TFGIC),并完成了初步实验测试。在中子应用技术方面,为满足小型化中子应用技术系统的研发需求,兰州大学成功研制了长度984 mm、直径234 mm的紧凑型中子发生器,通过在引出加速电极和靶之间加电阻的方式产生偏置电场,实现对靶上二次电子的抑制。在自注入靶条件和150 keV氘束流能量下,D-D中子产额可大于5×10^(8)s^(-1),该中子发生器已具备产生D-T中子产额大于10^(10)s^(-1)量级的潜力。完成了基于紧凑型D-T中子发生器的快中子准直屏蔽体的设计,并研发了基于微通道板的快中子成像探测器,初步D-T快中成像测试显示,图像空间分辨率约为500μm。开展了基于紧凑型D-D中子发生器的核燃料棒^(235)U富集度及均匀性检测系统研发,仿真研究表明,在D-D中子产额5×10^(8)s^(-1)条件下,对核燃料棒中10%范围内的^(235)U富集度相对变化的检测置信度可达到99%。

中子入射砷核同位素反应全套微观数据的计算与分析

基于光学模型假设和中子与天然砷反应的总截面、去弹截面以及弹性散射角分布的实验数据,获得了一组0.1~20 MeV能量区域内普适于中子与砷核同位素反应的光学势参数。并以该组光学模型参数为前提,利用以光学模型、扭曲波Born近似理论、统一的Hauser-Feshbach统计理论和激子模型等理论为核心的UNF程序,计算了中子与As及其同位素的反应截面、能谱和双微分截面值,并对理论计算值和实验数据进行了比较和分析,理论计算结果与实验数据符合较好,同时给出了无实验数据的区域的理论结果。

铍反射层临界基准实验分析

作为重要的核材料,铍的中子核反应数据的可靠性对核工程有重要的意义.临界积分实验是检验核数据可靠性乃至指明核数据改进方向的基本手段.两个系列的铍金属反射层临界积分实验HMF058和HMF066,在铍的中子核数据检验中给出了明显矛盾的结论,使得这些积分实验无法评价核数据的品质,更不能指出明确的数据改进方向.本文提出利用相似性理论分析临界积分实验自洽性的方法,主要采用基于灵敏度系数的相似性指标,对两系列实验进行相似度分析.分析结果显示,对于两系列中高度相似的实验,积分量模拟结果与实验值的偏差存在显著的差异.数值模拟与理论分析都表明,无法通过改进核数据来同时改进HMF058和HMF066的模拟计算与实验的符合.据此,推论HMF058和(或)HMF066基准临界积分实验的测量或评价可能存在系统性的疏失,有必要对实验进行细致的再评价,或开展可靠的新积分实验以排除不可靠的实验,避免误导核数据的检验.

中国计算机化的核数据库建成

中国评价核数据库第二版（ＣＥＮＤＬ－２）包含５４个用于核工程的重要核的全套中子核数据，人射中子能量为１０－５ｅＶ～２０ＭｅＶ，采用国际通用ＥＮＤＦ／Ｂ６格式．现在，中国计算机化核数据库已建成并投入使用．即用户在计算机终端上可通过完善的计算机软件系统在线使用国际上几个先进的（包括中国）评价核数据库或ＥＸＦＯＲ实验核数据库，直接进行核工程计算或数据评价，享用核数据库资源，为发展其核能和核技术应用服务．

Calculation of Inelastic Neutron Scattering on ~12C

Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｅｌａｓｔｉｃ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｏｎ ^（１２）Ｃ解文方（基础部）碳是自然界中最丰富的元素之一，碳的热中子吸收截面很大，是良好的屏蔽及反应堆控制棒材料。另外碳被广泛地用在中子的探测技术中，所以它...