(n,xnγ)反应截面测量的实验本底改进研究

瞬发γ射线法测量(n,xnγ)反应截面实验中,在线的实验本底对测量结果影响显著,是影响测量结果的关键因素。为了达到降低在线实验本底一个量级的目标,通过蒙特卡罗模拟程序给出了屏蔽体和准直器的改进方案,最终选取的屏蔽方案:在原有屏蔽体上加厚30 cm(C2H4)n+9 cm Pb,原屏蔽墙加厚54 cm重混凝土,再在屏蔽体和屏蔽墙上共同加厚2 cm厚的铅(Pb);准直孔开孔形状在圆柱形、圆锥形和对称双锥形这三种方案中准直效果和能量单一性方面对称双锥形准直孔最好。在屏蔽体改造完成后,利用尺寸为?5.08cm×5.08 cm型液体闪烁体探测器(BC501)测量了改造后距准直孔右方径向距离70 cm处透射出来的中子和γ射线的相对强度,在扣除无束流天然本底后,有束流的中子本底降低了7.75倍,γ本底降低了38.5倍,改造效果达到了测量要求。

NaI(Tl)探测器对23.8MeV γ射线的效率刻度方法

低能D(d,γ)~4He辐射俘获反应截面的研究在聚变领域和天体物理等领域中起到非常重要的作用。由于受到标准γ源能量的制约,在研究D(d,γ)~4He反应产生的23.8 MeV高能γ射线产额实验过程中不能用标准源进行效率刻度。采用实验测量与计算相结合的方法实现NaI(Tl)探测器对23.8 MeVγ射线的效率刻度是比较成熟可靠的。针对高能γ射线的产额低、本底大的情况,实验采用一个大型NaI(Tl)反康谱仪进行测量,以提高探测效率。NaI(Tl)探测器的效率,独特地采用了包括全能峰、单逃逸峰和双逃逸峰在内的效率来计算,经MCNP-4C程序模拟计算,结合实验测量的19F(p,αγ)^(16)O反应产生的6.13 MeVγ射线探测效率推算出该NaI(Tl)探测器在23.8 MeV的效率为(2.23±0.34)‰。该方法对研究高能γ射线效率刻度具有重要的参考价值。