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离线测量钍快中子裂变反应率方法

冯松 刘荣 鹿心鑫 羊奕伟 王玫 蒋励 秦建国

离线测量钍快中子裂变反应率方法

冯松, 刘荣, 鹿心鑫, 羊奕伟, 王玫, 蒋励, 秦建国
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  • 钍快中子裂变反应率是钍铀燃料循环中的重要数据. 为了测量基于聚变-裂变混合能源堆包层概念设计的钍样品在宏观中子学装置中的钍快中子裂变数据,发展了钍快中子裂变率的离线活化γ测量方法. 通过测量232Th裂变碎片85mKr的β衰变产物85Rb 发射的151.16 keV特征γ射线,并结合钍裂变产额数据,获得了钍样品装置中232Th裂变反应率的分布. 详细介绍了此方法的原理和影响因素,并利用14 MeV的D-T中子源在贫铀球壳中开展了校验实验,实验不确定度为5.3%–5.5%. 采用MCNP5程序和ENDF/B-VI及ENDF/B-VII数据库模拟计算的结果与实验结果在实验不确定度内基本符合,这证明该方法能够有效地模拟装置中232Th裂变反应率.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:91226104)资助的课题.
    [1]

    Leng F H, Liu X P, Li Z X, Huang L G, Wang L, Wang H Y, Zhou L Y 2011 Science Focus 6 6 (in Chinese) [冷伏海, 刘小平, 李泽霞, 黄龙光, 王林, 王海燕, 周丽英 2011 科学观察 6 6]

    [2]

    Peng X J 2010 J. Southwest Univ. Sci. Technol. 25 1 (in Chinese) [彭先觉 2010 西南科技大学学报 25 1]

    [3]

    Garlea I, Miron C, Dobrea D, Roth C, Musat T, Rosu H N 1983 Measurements of Integral Cross Sections at 14 MeV for the Following Reactions: 115In (n, n'), 197Au (n, 2n), 93Nb (n, 2n), 27Al (n, alfa), 56Fe (n, p), 235U (n, f), 239Pu (n, f), 237Np (n, f), 238U (n, f) and 232Th (n, f) (Vienna: International Atomic Energy Agency) pp1-19

    [4]

    Gold R, James H R, Lloyd S K, William Y M, Willian N M, Christopher C P, Robert L S 1988 Nucl. Tracks Radiat. Meas. 14 3

    [5]

    Anderl R A, Harker Y D 1979 Proceedings of the International Conference on Nuclear Cross Sections for Technology (Washingon: Government Printing Office) p1

    [6]

    Adam J, Chitra B, Katovsky K, Kumar V, Majerle M, Pronskikh V S, Khilmanovich A M, Martsynkevich B A, Zhuk I V, Golovatiouk V M, Westmeier W, Solnyshkin A A, Tsoupko-Sitnikov V M, Potapenko A S 2011 Eur. Phys. J. A 47 85

    [7]

    Glendenin L E, Gindler J E, Ahmad I, Henderson D J, Meadows J W 1980 Phys. Rev. C 22 152

    [8]

    England T R, Rider B F 1994 Evaluation and Compilation of Fission Product Yields (Los Alamos: Los Alamos National Laboratory) LA-SUB-94-170

    [9]

    International Atomic Energy Agency 2000 Final Report of a Coordinated Research Project 1991-1996 (Vienna: International Atomic Energy Agency) IAEA-TECDOC-1168

    [10]

    Vasily S 2010 Acta Univ. Upsaliensis 723 58

    [11]

    Yang Y W, Liu R, Yan X S 2013 Acta Phys. Sin. 62 032801 (in Chinese) [羊奕伟, 刘荣, 严小松 2013 物理学报 62 032801]

    [12]

    Chouak A, Embarch K, Berrada M 1995 Appl. Radiat. Isot. 46 423

    [13]

    International Atomic Energy Agency 2014 Experimental Nuclear Reaction Data (EXFOR) (Vienna: International Atomic Energy Agency)

    [14]

    Yang Y W, Yan X S, Liu R, Lu X X, Jiang L, Wang M, Lin J F 2013 Acta Phys. Sin. 62 022801 (in Chinese) [羊奕伟, 严小松, 刘荣, 鹿心鑫, 蒋励, 王玫, 林菊芳 2013 物理学报 62 022801]

    [15]

    Liu R, Lin L B, Wang D L, Li Y J, Jiang L, Chen S H, Wang M, Yang K 1999 Nuclear Electron. Detect. Technol. 19 428 (in Chinese) [刘荣, 林理彬, 王大伦, 励义俊, 蒋励, 陈素和, 王玫, 杨可 1999 核电子学与探测技术 19 428]

    [16]

    Drosg M 2000 DROSG-2000: Neutron Source Reactions (Vienna: International Atomic Energy Agency)

  • [1]

    Leng F H, Liu X P, Li Z X, Huang L G, Wang L, Wang H Y, Zhou L Y 2011 Science Focus 6 6 (in Chinese) [冷伏海, 刘小平, 李泽霞, 黄龙光, 王林, 王海燕, 周丽英 2011 科学观察 6 6]

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    Anderl R A, Harker Y D 1979 Proceedings of the International Conference on Nuclear Cross Sections for Technology (Washingon: Government Printing Office) p1

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    Glendenin L E, Gindler J E, Ahmad I, Henderson D J, Meadows J W 1980 Phys. Rev. C 22 152

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    Vasily S 2010 Acta Univ. Upsaliensis 723 58

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    [14]

    Yang Y W, Yan X S, Liu R, Lu X X, Jiang L, Wang M, Lin J F 2013 Acta Phys. Sin. 62 022801 (in Chinese) [羊奕伟, 严小松, 刘荣, 鹿心鑫, 蒋励, 王玫, 林菊芳 2013 物理学报 62 022801]

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    [16]

    Drosg M 2000 DROSG-2000: Neutron Source Reactions (Vienna: International Atomic Energy Agency)

  • [1] 羊奕伟, 刘荣, 严小松. 钍俘获反应率离线伽马测量方法. 物理学报, 2013, 62(3): 032801. doi: 10.7498/aps.62.032801
    [2] 韩子杰, 朱通华, 鹿心鑫, 秦建国, 王玫, 蒋励, 杨波. D-T中子诱发贫化铀球壳内裂变率分布实验. 物理学报, 2019, 68(15): 152501. doi: 10.7498/aps.68.20181717
    [3] 羊奕伟, 刘荣, 蒋励, 鹿心鑫, 王玫, 严小松. 一维贫铀/聚乙烯交替系统中D-T中子诱发的232Th(n,γ)反应率的测定与分析. 物理学报, 2014, 63(16): 162801. doi: 10.7498/aps.63.162801
    [4] 何铁, 肖军, 安力, 阳剑, 郑普. 基于裂变γ标识技术的瞬发裂变中子谱测量新方法. 物理学报, 2018, 67(21): 212501. doi: 10.7498/aps.67.20180563
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    [8] 李永明, 王亮, 陈想林, 阮念寿, 赵德山. 252Cf自发裂变中子发射率符合测量的回归分析. 物理学报, 2018, 67(24): 242901. doi: 10.7498/aps.67.20181073
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    [15] 李泽清, 黄胜年, 卓益忠, 喻传赞. 裂变碎块的电荷分布与碎块动能. 物理学报, 1966, 127(2): 245-249. doi: 10.7498/aps.22.245
    [16] 王德焴, 叶宣化. 关于裂变中子谱结构现象的理论探讨. 物理学报, 1962, 89(9): 471-482. doi: 10.7498/aps.18.471
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    [18] 叶宣化, 王德焴. 关于裂变中子谱的进一步研究. 物理学报, 1965, 119(3): 546-559. doi: 10.7498/aps.21.546
    [19] 陈大年, 范春雷, 胡金伟, 王焕然, 吴善幸, 谭华, 俞宇颖. 高导无氧铜的高压与高应变率本构模型研究. 物理学报, 2009, 58(4): 2612-2618. doi: 10.7498/aps.58.2612
    [20] 刘洪涛, 孙光爱, 王沿东, 陈波, 汪小琳. NiTi形状记忆合金形变机制的应变率相关性研究. 物理学报, 2013, 62(18): 186201. doi: 10.7498/aps.62.186201
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-05
  • 修回日期:  2014-04-11
  • 刊出日期:  2014-08-20

离线测量钍快中子裂变反应率方法

  • 1. 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 绵阳 621900;
  • 2. 清华大学工程物理系, 北京 100084
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:91226104)资助的课题.

摘要: 钍快中子裂变反应率是钍铀燃料循环中的重要数据. 为了测量基于聚变-裂变混合能源堆包层概念设计的钍样品在宏观中子学装置中的钍快中子裂变数据,发展了钍快中子裂变率的离线活化γ测量方法. 通过测量232Th裂变碎片85mKr的β衰变产物85Rb 发射的151.16 keV特征γ射线,并结合钍裂变产额数据,获得了钍样品装置中232Th裂变反应率的分布. 详细介绍了此方法的原理和影响因素,并利用14 MeV的D-T中子源在贫铀球壳中开展了校验实验,实验不确定度为5.3%–5.5%. 采用MCNP5程序和ENDF/B-VI及ENDF/B-VII数据库模拟计算的结果与实验结果在实验不确定度内基本符合,这证明该方法能够有效地模拟装置中232Th裂变反应率.

English Abstract

参考文献 (16)

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