用产额比测量^(235)U/^(238)U同位素丰度比

用裂变产额比法测量了样品中235 U/238 U同位素丰度比。样品受14.8MeV中子短时间辐照后,用HPGe谱仪系统跟踪测量其γ能谱,从各自的特征峰分析得到不同裂变产物的加权平均产额,得到了若干对产物核素的产额比与丰度比的相关曲线。

利用同质异位素产额比方法研究重离子核反应中等质量余核的化学势

在巨正则模型下,利用两相似反应系统的同质异位素产额比之差(Isobaric yield ratio difference,IBD),研究中等质量余核化学势与反应系统的关联。结果表明,两相似反应系统的Δμ/T之差Δμ21/T对两反应系统双中质比(N/Z)21很敏感,说明Δμ/T对反应系统具有依赖性。同时发现,当(N/Z)21=1.17时,两反应系统不同余核的Δμ21/T趋于一个常数,说明在这两个系统中,利用IBD和同位旋标度方法获得的对称能信息更合理,且符合得更好。

利用同位旋标度和同质异位素产额比方法研究对称能理论比较

远离饱和密度附近核物质的对称能研究是当前核物理研究的热点[1-4].重离子核反应中,通常通过同位旋标度方法研究中子-质子化学势能差,进一步关联到核反应中高温高密反应源的核物质对称能[5].同位旋标度方法获得的对称能信息对研究高密核物质的对称能具有重要的意义.利用同质异位素方法也可以研究反应中的中子-质子化学势能差.

利用NEXUS模型对质心系碰撞能量200GeV的Au+Au碰撞中质子-反质子产额比的研究(英文)

采用一种新的强相互作用模型—— NEXUS产生器产生数据 ,研究了质心系能量 s N N =2 0 0 Ge V时 Au+Au碰撞下的质子 -反质子产额比 ,讨论了不同横动量和快度区间内产额比对碰撞对心度的依赖性 .发现中心快度区的质子 -反质子产额比不明显依赖于碰撞对心度、横动量和快度 ;对于快度和横动量在 |y|<1 .0和 pt<1 .0 Ge V条件下的最小无偏碰撞事件中 ,NEXUS模型的质子 -反质子产额比为 0 .943± 0 .0 0 2 ( stat.) .

重离子核反应中同质异位素产额比与状态方程

在修改的Fisher模型框架下,通过定义同质异位素产额比,得出了同质异位素产额比与结合能方程中各能项系数与温度比率之间的简单关联.利用这些关联,可以提取丰中子核结合能方程中的能项系数与温度的比率.

200GeV下Cu+Cu碰撞中强子产额及其产额比的研究

在夸克组合图像下考虑因子化假设并计入净夸克的影响和强衰变、电磁衰变的贡献,推导出各种末态强子的产额公式.利用产额公式计算RHIC能区Cu+Cu碰撞中质心系能量为200GeV中间快度区不同中心度下的强子产额及产额比,并与实验数据进行比较.通过比较发现,质心系能量为200GeV的Cu+Cu碰撞从中心到边缘的理论计算结果在误差范围内与实验数据符合.

α+^(209)Bi反应激发函数及厚靶产额计算

^(211)At是理想的靶向α治疗核素,^(209)Bi(α,2n)^(211)At是产生该放射性核素的重要核反应,精确可靠的核反应数据对于^(211)At核素生产具有重要意义。^(209)Bi(α,3n)^(210)At反应产物^(210)At核素会衰变为剧毒的^(210)Po核素,掌握该反应信息也有助于安全有效提取^(211)At产物。为获得上述反应相关信息,对国际核反应实验数据库(EXFOR)中相关实验测量数据进行了收集分析,使用EMPIRE程序,基于选取的合理光学模型势与能级密度参数对上述反应的激发函数进行了计算。通过理论计算结果与实验数据的比对,得到了^(209)Bi(α,2n)^(211)At、^(209)Bi(α,3n)^(210)At反应激发函数。在此基础上,计算了^(211)At核素和^(210)At核素的厚靶产额。最后得到了入射能量小于50 MeV能区范围内^(209)Bi(α,2n)^(211)At、^(209)Bi(α,3n)^(210)At反应激发函数推荐值及^(211)At(医用放射性同位素)和^(210)At(衰变子体为长寿命极毒性核素^(210)Po)的厚靶产额推荐评价结果。^(210)At核素厚靶产额计算结果表明,生产^(211)At核素过程中,入射α粒子能量需低于29 MeV。此条件下^(210)At与^(211)At厚靶产额比小于10^(-5),满足国际放射防护委员会规定的职业摄入量,符合^(211)At后续标记的要求。

裂变谱中子诱发^(235)U裂变产物核Xe的产额评价

裂变产额是核工程应用和核物理科研中最重要的基础核数据之一,特别是裂变气体产物核,对核装置的设计、运行有不可忽视的影响,因此对中子诱发裂变的气体产物核裂变产额进行评价,得到可靠的产额对核工程的应用和基础研究核技术的发展具有重要意义。本工作针对裂变谱能区中子诱发^(235)U裂变的Xe气体产物核,在EXFOR实验数据基础上,采用基于Zp模型的裂变统一评价方法,对其所在质量链的裂变产物的独立产额、累积产额进行了统一拟合评价,并与现有评价库中Xe的产额进行了比较,对存在分歧的产额进行了进一步分析,给出了合理的解释。与传统方法比较,统一评价方法给出的产额具有更好的可靠性和合理性,同时解决了传统方法独立产额、累积产额不自洽的问题。

航天器表面材料紫外光电子发射产额理论模型发展及实验测试应用

空间环境会对航天器在轨效能发挥产生强烈影响,紫外(ultraviolet,UV)辐射是其中的一个重要因素,它可以导致航天器表面材料的电荷积累和电荷放电。通过测量航天器表面材料的紫外光电子发射产额(photoelectron emission yield,PEEY),获得光电发射基本数据,进行表面带电仿真分析,是研究航天器表面材料带电问题的一个重要方法。本文首先介绍PEEY理论模型的发展,包括福勒-杜布里奇(Fowler-Dubridge,FD)模型、一步模型、基于三步光电发射理论的三步模型(three-step model,TSM)/蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模型以及基于矩的(momentsbased,MB)发射模型和量子模型(quantum model,QM),对各个模型的研究方法和适用条件进行分析对比,梳理PEEY模型的发展脉络。然后介绍PEEY的实验测试应用,包括国内外紫外光电子产额谱(UV-PEEY)仪器的发展和典型空间材料的PEEY实验研究,并着重讨论外界条件和表面条件对PEEY的影响,最后对空间表面材料PEEY的深入研究提出建议。

中子诱发^(238)U裂变产额的统一评价

采用基于Z_(P)模型的裂变产额统一评价方法,开展中子诱发^(238)U裂变产额评价,通过拟合实验数据获得优化的模型参数,基于获得的模型参数计算入射能量为裂变谱(F)和14 MeV(H)的中子诱发^(238)U裂变的独立产额和累积产额,并建立了ENDF/B-VI格式数据库。该评价方法包含了裂变独立产额、累积产额和衰变数据相互关联的物理机制,可以获得自洽的产额数据,解决了传统评价方法产额不自洽的问题,同时可以获得缺失或者缺乏实验数据的产额。与国际现有产额数据库比较,本工作评价的累积产额与实验数据的符合度χ^(2)=7.1(F)和2.9(H),与ENDF/B-VIII.0裂变产额子库的χ^(2)=8.0(F)和57.3(H)、JEFF-3.3裂变产额子库的χ^(2)=57.0(F)和74.2(H)相比,有较好的改进。

高光产额SrI_(2)Eu^(2+)晶体制备及其闪烁性能研究

SrI_(2)Eu^(2+)晶体因其极高的光产额和优良的能量分辨率,在伽马射线高分辨测量中呈现出良好的应用前景。采用改进的坩埚下降法制备出掺杂浓度为5.0%的SrI_(2)Eu^(2+)晶体,加工制成了直径为25 mm,厚度分别为3,6,9,12 mm的单透光防潮封装SrI_(2)Eu^(2+)闪烁体。研究了4种不同尺寸闪烁体对^(241)Am,^(137)Cs,^(60)Co放射源伽马射线的响应,测试了SrI_(2):Eu^(2+)晶体的荧光光谱、能量分辨率、发光产额及衰减时间等闪烁性能。实验结果表明:SrI_(2)Eu^(2+)晶体的发光光谱峰值位于436 nm,SrI_(2)Eu^(2+)晶体闪烁性能随晶体厚度减薄或伽马射线能量的提高而提升。3 mm厚度SrI_(2)Eu^(2+)闪烁体对1.173 MeV^(60)Co伽马射线的能量分辨率达到了2.74%,在^(137)Cs源伽马射线激发下,光产额达到1.23×10^(5)MeV^(-1),是传统NaI:Tl闪烁体光产额的3倍以上,与当前国际上报道的最好的实验结果相当。

离子发动机栅极材料差分溅射产额分布特性仿真

针对离子发动机栅极溅射原子空间分布不明确导致栅极腐蚀模型预测偏差大的问题,采用SDTrimSP程序模拟离子轰击栅极材料的溅射过程;系统研究离子入射能量、入射角度以及离子种类对钼栅极材料差分溅射产额的影响。发现正入射条件下的差分溅射产额仿真结果与实验具有较好的一致性。重点关注斜入射条件下差分溅射产额在不同方位角下的分布轮廓,并通过Modified-Zhang公式对差分溅射产额进行拟合,以拟合结果作为材料边界条件输入溅射腐蚀—再沉积模型,较为真实地模拟了栅极材料的腐蚀过程。以上研究可为离子发动机栅极组件腐蚀形貌的精确预测提供参考。

加速器制备^(68)Ge产额计算方法

^(68)Ga是最具临床应用价值的金属正电子核素之一,通过^(68)Ge/^(68)Ga发生器生产^(68)Ga是一种比较便捷的方式,而母体核素^(68)Ge主要由加速器生产,其中使用较多的一种生产方式是通过质子辐照Ga-Ni合金靶件获得^(68)Ge。准确模拟^(68)Ge产额,对于Ga-Ni合金靶件制备、加速器辐照方案选择和生产准备均有重要意义。本研究提出了一种基于蒙特卡罗方法的加速器生产^(68)Ge的理论产额计算方法,计算了不同条件下质子束流轰击Ga-Ni合金靶件的能量损耗和^(68)Ge理论产额,并通过加速器辐照实验验证了计算结果的可靠性。相关结果可为不同能量质子束流辐照条件下的Ga-Ni合金厚度设计提供参考,对实验结果具有指导意义。

热中子诱发^(239)Pu裂变的^(85)Kr m、^(87)Kr和^(88)Kr产额测量研究

中子诱发^(239)Pu裂变的^(85)Kr^(m)、^(87)Kr和^(88)Kr的产额是重要的核参数,目前国外实验数据较少而国内尚未见实验报道。基于西安脉冲堆跑兔系统辐照Pu靶开展了热中子诱发^(239)Pu裂变的^(85)Kr^(m)、^(87)Kr和^(88)Kr的产额测量研究。纯化后的钚溶液通过滴定后阴干的方式制靶,靶辐照后结合γ无损分析和气-固分离制源测量等方式测量裂变产物。采用有机玻璃扁平面源等效石英管源、不锈钢大面源等效气体源,并结合蒙特卡罗模拟实现了3类实验样品的γ能峰探测效率曲线的等效法刻度。以相同方式制备的^(235)U靶开展气-固分离制源实验验证了钚靶中^(85)Kr^(m)、^(87)Kr和^(88)Kr气体释放率的一致性。根据实测目标产物与^(99)Mo的相对产额,以ENDF/BⅧ.0评价数据库中^(99)Mo产额为基准,经非主中子场和非主同位素影响等校正后,得到了热中子诱发^(239)Pu裂变的^(85)Kr^(m)、^(87)Kr和^(88)Kr的产额,分别为(0.559±0.020)%、(0.992±0.034)%和(1.264±0.037)%,测量结果与数据库评价值在不确定度范围内一致,与文献测量值相比,不确定度明显降低。所建立的实验方法及干扰扣除方法可为后续更多中子能点的气体裂变产物产额的测量研究提供参考。

裂变燃耗计算中裂变产额数据的适用性评估

针对裂变燃耗计算中低中子注量率条件下实验测量和评价的裂变产额能否应用于高中子注量率条件下裂变燃耗的计算问题,通过裂变核消失量和裂变产物生成量,用解析方法分别计算了低中子注量率(1014cm-2·s-1)和高中子注量率(1030cm-2·s-1)下的裂变燃耗。结果表明,裂变燃耗低时无关中子注量率高低,两种方法的计算结果一致,燃耗增大时差异增大。分析燃耗差异的主要原因为:低中子注量率下是裂变产物生成量的饱和,高中子注量率下是裂变产物在中子作用下的“消失”。用燃耗计算程序CINDER90及其自带的核数据库模拟计算了热中子在高低两种注量率下235U和87Kr,88Kr,144Ce,147Nd等裂变产物的核子数密度随时间的变化关系,据此用两种燃耗计算方法的计算结果与解析分析的结果一致。因此,裂变燃耗深度是影响裂变产额数据适用性的重要因素。当裂变燃耗较低时,无论中子注量率高低,实验室条件下测定的裂变产额等核数据适用于裂变燃耗的计算,但当裂变燃耗较高时,在高中子注量率下需准确评估裂变产物的表观消失截面,在低中子注量率下则需注意短寿命裂变产物的饱和问题。

载能α粒子在空气中诱发氮气荧光产额的蒙卡模拟研究

基于氮气荧光原理的远程α成像探测技术是一种极具应用前景的大范围核探测手段,其中对于载能α粒子在空气中诱发氮气荧光产额研究是探测成像技术的关键。利用Geant4建立荧光物理模型,结合收集整理文献报道的实验数据,模拟载能α粒子在空气中电离、诱发荧光和荧光光子猝熄的整个过程,并将模拟结果与文献中实测成像结果进行了比较分析。结果表明,荧光物理模型能很好地模拟再现成像结果。该模型的建立对后续工程技术中成像信噪比、成像时间、可测活度下限、面源尺寸分辨等关键性指标设计提供了技术支撑。

0.57 MeV、1.0 MeV和1.5 MeV单能中子诱发235U裂变的产物产额绝对测量

235U的裂变产物产额是核能应用和核物理研究中的重要基础数据。本工作应用高纯锗γ能谱法绝对测量了0.57、1.0 MeV和1.5 MeV中子诱发235U裂变的各能量点30个质量链的产额数据。样品的裂变率通过双裂变室监测,并利用蒙特卡罗(MCNP)模拟了辐照时样品的中子能谱,结果与国际上相应能量点数据在实验不确定度范围内吻合。本工作得到的产额数据澄清了原有数据最高16%的差异并将数据精度从国际上原有数据精度5%~7%提高到3%~5%。

二次电子产额影响因素的研究进展

二次电子发射现象在显微分析、电子倍增、航空航天、高压输电和粒子加速器等中广泛存在,因此开展二次电子的相关研究具有重要的应用价值。本文首先介绍了二次电子的相关背景;随后从入射电子与材料相互作用到最终二次电子产额测量的全过程出发,将影响二次电子产额的因素分成了入射电子性质、材料属性、样品表面状态、测试条件与方法四个大类,并对其进行了文献调研和综合分析;最后总结了目前研究取得的进展,梳理了相关规律,指出了存在的不足之处,探讨了该领域可能的发展趋势。

气体辐射太赫兹波产额与驱动激光强度的依赖关系

利用光电流模型研究了气体辐射太赫兹波产额与驱动激光峰值强度的依赖关系.模拟表明,无论是单色激光脉冲还是双色激光场,当激光较弱时,太赫兹产额随着激光强度的增加而迅速增大;而当气体电离接近或达到饱和后,进一步增强激光场强度,太赫兹产额出现了振荡变化.与通常采用较弱激光强度相比,更高的激光强度(致使气体达到完全电离)会进一步增强太赫兹波的辐射强度.分析各个电离事件所产生电子的个数和运动轨迹的对称性,可以很好地解释这些结果.

30MeV/u^(40)Ar+^(112,124)Sn反应中的同位素产额比与核温度

系统研究了 3 0MeV u40 Ar+ 1 1 2 ,1 2 4 Sn反应中的轻粒子同位素产额比随角度和初始激发能的变化关系 .对于两个反应体系 ,均观察到3He 4He和6Li 7Li的产额比随角度的增加而增加 ,6He 4He和8Li 7Li随角度的增加而减小 .统计发射的运动学效应不能完全符合实验结果 .各种单同位素产额比与靶核的N Z比有关 ,表现出同位旋效应 。