基于白光中子源的^(197)Au中子辐射俘获截面测量及共振参数分析

中子辐射俘获反应在反应堆运行、核装置设计及核天体物理研究中起重要的作用.4πBaF_(2)探测装置有着高时间分辨能力、低中子灵敏度、高探测效率等优点,适合开展中子辐射俘获反应截面数据的测量.中国原子能科学研究院核数据重点实验室建立了伽马全吸收装置(Gamma total absorption facility,GTAF),该装置用28块六棱BaF_(2)晶体和12块五棱BaF_(2)晶体构成了外径25 cm,内径10 cm的球壳,覆盖了95.2%的立体角.利用GTAF在中国散裂中子源Back-n束线上,测量了197Au(n,γ)的反应截面数据.测量数据通过能量筛选、PSD方法、晶体多重性筛选进行了初步本底扣除,随后结合对^(nat)C及空样品的测量数据对本底进行了分析及扣除,获得了197Au俘获反应的产额,利用SAMMY程序拟合得到了^(197)Au在1—100 e V的共振能量、中子共振宽度和伽马共振宽度参数.实验测量结果与ENDF/B-VIII.0数据库符合良好,其共振参数存在一定差异,分析原因可能与GTAF能量分辨率、Back-n的中子能谱测量精度、以及实验本底扣除方法相关,这也是下一步工作的重点.

基于白光中子源的^(169)Tm辐射俘获截面测量和共振参数分析

中子辐射俘获截面及共振参数在核工程设计、核天体物理等研究领域中有重要的应用价值。在中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子束线(Back-n)上,使用C_(6)D_(6)测量系统开展了^(169)Tm辐射俘获反应测量。通过脉冲高度权重技术、共振吸收法和饱和归一法得到^(169)Tm辐射俘获反应的产额。利用SAMMY程序拟合^(169)Tm的产额数据,得到^(169)Tm在1~100 eV能量区间的共振能量、中子宽度、辐射俘获宽度等共振参数。使用实验测得的共振参数和Reich-Moore近似计算了^(169)Tm在1~100 eV能量区间的辐射俘获截面。实验测量结果与ENDF/B-Ⅷ.0数据库的推荐值总体符合较好,部分共振参数和截面存在一定的差异。产生这些差异的原因与Back-n的源中子能谱结构、能量分辨率、实验本底的精度有关。

硼-11质子辐射俘获反应的实验研究

在大爆炸原初核合成(Big Bang Nucleosynthesis,BBN)反应网络中,11B(p,γ)12C反应是合成12C核素的最主要反应之一,对该反应进行精确测量有重要意义。由于库仑势垒的作用,天体物理感兴趣的低能区11B(p,γ)12C反应截面极低,直接测量比较困难,一般可以采用谱因子方法进行间接测量。实验使用HI-13串列加速器Q3D磁谱仪和二维位置灵敏半导体探测器(Two-dimensional Position Sensitive Silicon Detector,2D-PSSD),测量了12C(11B,12C)11B弹性转移反应的角分布,并利用扭曲波波恩近似(Distorted wave Born approximation,DWBA)理论对实验角分布进行分析,得到了12C的质子谱因子,进而根据辐射俘获理论得到了11B(p,γ)12C直接辐射俘获反应的天体物理S(E)因子及反应率。

^(75)As中子辐射俘获截面的实验测量及蒙特卡罗修正

在四川大学2.5 MV静电加速器上,用活化法测量了29—1100 keV能区中子引起的75As(n,γ)76As反应截面,并用MCNP 4C程序对实验中由中子的多次散射、注量率衰减效应等引起的偏差进行了修正,最后将所得结果与已有数据进行了比较。

任意入射高斯波束对偏心球微粒辐射俘获力的理论分析

基于偏心球微粒对任意入射波束的散射以及离轴入射高斯波束对偏心球微粒辐射俘获力的理论研究,对高斯波束任意入射时的辐射俘获力进行了精确地计算与分析。给出了任意入射时偏心球微粒的辐射俘获力的理论表达式。理论退化到双层球微粒并与已有的理论结果进行对比,吻合很好。分析了辐射俘获力随内核半径、球心间距离、入射角度的变化关系;考虑波束极化方向,分析了不同入射方向时辐射俘获力与极化角度之间的关系。

中子辐射俘获反应机制的质量能量相关性研究

对A <10 0核质量区内的核素 ,研究中子辐射俘获反应中不同反应机制对辐射俘获截面的贡献随靶核质量数和中子入射能量变化的规律 .所考虑的反应机制有复合核统计过程和复合核弹性散射道中的辐射俘获及形状弹性散射道中的直接 -半直接辐射俘获两种非统计过程 .在中子入射能量 0 .1— 2 0MeV区间 ,给出了2 7Al ,4 0 Ca ,6 3Cu和93Nb的理论计算结果及与实验数据的比较 。

高斯波束对双层粒子的辐射俘获力

从广义米理论出发,将入射高斯波束用矢量球谐函数展开.根据对电磁场动量的讨论,得出了高斯波束对多层球形粒子的辐射俘获力的表示式,并就单高斯波束对在轴双层有吸收粒子受到的辐射俘获力进行了数值模拟,讨论了束腰半径、吸收系数、内外层相对厚度对俘获情况的影响.

激光对含偏心核球形粒子的辐射俘获力

利用偏心球形粒子对任意角度入射有形波束散射的理论,从广义米理论出发,根据电磁场的动量守恒及麦克斯韦张量,推导了任意入射波束对偏心球形粒子辐射俘获力的级数表达式,并以高斯波束为例,就离轴入射有吸收偏心球形粒子时的辐射俘获力进行了数值模拟,讨论了束腰半径、吸收系数、内核的相对大小及位置对俘获情况的影响.

碱土金属原子激光的共振辐射俘获效应

根据Holstein理论研究了碱土金属原子激光中的共振辐射俘获效应,分别计算了Ca,Sr和Ba蒸气激光在不同半径时产生共振辐射俘获效应的阈值温度、基态粒子数密度和共振能级的有效寿命.发现计算得到的阈值温度与实验报道的开始产生激光的工作温度一致,表明共振辐射俘获效应是这类激光形成粒子数反转的一个重要机制.

钙,锶,钡和汞离子激光中的共振辐射俘获效应

根据Holstein的共振辐射俘获理论,讨论了气体温度和辐射俘获下能级粒子数密度对辐射俘获上能级有效辐射寿命的影响,显示辐射俘获下能级粒子数密度是辐射俘获效应中的主导因素.计算了钙,锶,钡和汞四种离子七条共振-亚稳能级跃迁激光在不同电离率下产生共振辐射俘获效应的阈值条件,发现当电离率为5%时这类激光的出光温度与共振辐射俘获的阈值温度相一致,这与实验得出的电离率为3%—5%相符合.表明达到共振辐射俘获阈值条件是该类激光实现粒子数反转的重要因素.

高斯波束对离心球的辐射俘获力

基于广义洛仑兹-米氏理论(GLMT),研究了高斯波束对离心球的纵向辐射俘获力。用积分区域近似法计算波束系数,散射场的展开系数由矢量球面波函数的加法定理并求解边界条件得到。给出了高斯波束对在轴离心球辐射俘获力的计算公式并进行了数值模拟。将离心球退化为同心双层球,对离心球辐射俘获力的公式进行了验证。讨论了离心距对纵向俘获力的影响,也讨论了束腰半径、介质折射率和波长对纵向辐射俘获力的影响。

^(12)C快中子辐射俘获反应中的共振现象

主要研究中子辐射俘获反应中的共振现象，利用ＤＳＤ模型计算激发能量在５－２５ＭｅＶ能区的１２Ｃ（ｎ，γ０）反应截面与Ｅｎ＝９ＭｅＶ时的角分布．所考虑的反应机制包括复合核俘获、直接和半直接俘获、复弹性和非弹性散射道的辐射俘获．计算表明，矮共振的峰值在激发能量为１３ＭｅＶ处；巨共振的峰值位置在激发能量２１ＭｅＶ处．计算结果与实验符合较好．

辐射俘获反应中门态过程的干涉现象

主要计算中子能量为 5— 2 5MeV12 C(n ,γ)反应截面 ,计算结果表明 ,在Ex=1 3MeV处有矮共振存在 ,同时 ,也计算了质子能量为 8— 3 5MeV12 C(p ,γ)反应截面 .计算表明对应13N激发能量为 1 1 .74MeV和 1 4.0 6MeV处反应截面有谷点存在 .这是因为半直接俘获与门态过程中的共振俘获之间有相消干涉效应 。

^(197) Au中子辐射俘获过程中γ射线 强度函数与能谱研究

文章假定在复合核首次和级联γ退激过程中，除包含巨偶极共振模式外，还存在６Ｈｅ，６Ｌｉ，６Ｂｅ，７Ｌｉ和７Ｂｅ等粒子集团的激发态的退激过程，并据此建立了包括这些过程的γ射线强度函数，计算了入射中子能量在０．０１—３ＭｅＶ能区的中子辐射俘获反应：１９７Ａｕ（ｎ，γ）的反应截面和γ能谱，得到了与实验数据较好符合的结果．特别是，很好地解释了γ能谱中５．５ＭｅＶ之后的反常突起．

中重核中子辐射俘获γ射线强度函数研究

假设退激过程中除包含巨偶极共振模式外还存在6 He,6 Li,6 Be ,7Li和7Be等粒子集团激发态的退激过程 .本文对这一物理假定作了进一步分析 .利用据此建立的包括这些过程在内的γ射线强度函数 ,计算了在核素93Nb ,1 81 Ta和天然元素Ag上入射中子能量在 0 .0 1— 5MeV能区以及在核素1 97Au上入射中子能量在 0 0 1— 10MeV能区的中子辐射俘获反应截面和γ能谱 ,得到了与实验数据较好符合的结果 .特别是可以较好地解释γ能谱中 5 5MeV之后的反常突起 .这表明 ,上述物理假定适用于中重核中子辐射俘获反应 .

^(40)Ca和^(208)Pb快中子辐射俘获过程研究

对快中子引起的核反应作预平衡修正 ,即考虑直接 -半直接俘获作为统计平衡前 1激子态和 3激子态的γ发射过程 ,5个及 5个以上激子态的粒子 (中子、质子及α粒子等 )及γ发射过程用达到统计平衡的复合核过程描述 ,在中子入射能量 3MeV至 2 0MeV能区对 4 0 Ca和 2 0 8Pb的辐射俘获截面进行了理论计算并与实验结果作了比较 ,得到了较好符合的结果 .同时 ,对统计平衡前后γ发射对 (n ,γ)截面的贡献及直接俘获。

天体演化过程中CNO核子辐射俘获反应

C和N核的质子辐射俘获反应对恒星平稳H燃烧阶段的能量产生和元素核合成起重要作用,C,N和O核的中子辐射俘获是原初核合成和AGB星核合成的关键反应,精确测定它们天体物理反应率有重要意义。除13 N(p,γ)14 O和16 N(n,γ)17 N等不稳定核的核子辐射俘获反应外,国际上已完成了其中若干反应的直接测量工作。但12C(p,γ)13 N,13C(p,γ)14 N和15 N(p,γ)16 O等CNO循环关键反应的实验测量还没有达到天体物理感兴趣的能区。13C(n,γ)14C,15 N(n,γ)16 N和18 O(n,γ)19 O等中子辐射俘获反应测量的能量跨度较大,截面仍存在较大的不确定性。介绍了这些反应的研究进展,并讨论了间接测量这些反应的方法和可行性。

K介子的光生和相应的辐射俘获过程的研究

分析了由交叉对称性相联系的Ｋ介子光生过程（γＰ→Ｋ＋）和相应的辐射俘获过程（Ｋ－Ｐ→γＡ）．即从低能ＱＣＤ拉氏量出发，在手征夸克模型中，统一地描述了Ｋ介子的光生过程，进而又利用交叉对称性对相关的Ｋ－介子的辐射俘获过程做了深入的研究，得到了与实验结果符合得相当好的辐射俘获过程的分支比。

类氢铀离子的辐射电子俘获角分布研究

分析了在重离子冷却储存环上测量的辐射电子俘获产生的X射线能谱 ,得出了K REC光子的相对微分角分布 ,通过与非相对论理论和全相对论理论的计算结果进行比较 ,从实验上证明了相对论重离子 原子碰撞中自旋翻转跃迁的存在 ,实验结果与全相对论理论计算结果一致 .同时还证实 ,重离子体系本身的相对论性质对碰撞过程有重要影响 .