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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

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

羊奕伟, 刘荣, 蒋励, 鹿心鑫, 王玫, 严小松
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  • 开展了钍样品装置内钍核参数的积分中子学基础研究. 参考混合堆概念设计搭建了内部放置了钍样品的一维贫铀/聚乙烯交替系统装置,采用加速器D-T中子源模拟聚变堆芯,利用前期开发的离线伽马测量方法测定了不同位置、不同中子谱情况下的232Th (n,γ)反应率,不确定度约为5%. 结果显示,聚乙烯对14.1 MeV中子的慢化作用可有效提升钍俘获率,且贫铀对钍俘获率也有显著提升作用. 实验结果与主流核数据库计算结果的对比显示,ENDF/B-VI.6和JENDL-3.3数据库的计算值比实验值平均约大6%,而较新的ENDF/B-VII.0数据库的计算值比实验值平均约大4%. 因此,相比于之前数据库的钍核数据,ENDF/B-VII.0的计算值与实验结果匹配得较好,可作为相关概念设计的推荐核数据库.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:91226104)资助的课题.
    [1]

    Schillebeeckx P, Trkov A 2006 Summary Report of the 3rd Research Coordination Meeting (Vienna: International Atomic Energy Agency) pp7-27

    [2]

    Yan X S 2012 M. S. Thesis (Beijing: China Academy of Engineering Physics) (in Chinese) [严小松 2012 硕士学位论文 (北京: 中国工程物理研究院)]

    [3]

    Yapici H, Sahin N, Bayrak M 2000 Energ Convers. Manage 41 435

    [4]

    Zhao J, Yang Y W, Zhou Z W 2012 Fusion Eng. Des. 87 1385

    [5]

    Simakov S P, Kobozev M G, Lychagin A A, Talalaev V A, Chuvilin D Y, Maslov V M 2007 International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (Nice: EDP Sciences) p222

    [6]

    Naik H, Prajapati P M, Suryanarayana S V, Pathak P N, Prabhu D R, Chavan V, Raj D, Kalsi P C, Goswami A, Ganesan S, Manchanda V K 2011 Eur. Phys. J. A 47 100

    [7]

    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]

    [8]

    Zhu T H, Liu R, Jiang L, Lu X X, Wen Z W, Wang M, Lin J F 2007 Nucl. Electron. Dect. Technol. 27 141 (in Chinese) [朱通华, 刘荣, 蒋励, 鹿心鑫, 温中伟, 王梅, 林菊芳 2007 核电子学与探测技术 27 141]

    [9]

    Drosg M 2000 DROSG-2000: Neutron Source Reactions (Vienna: IAEA Nuclear Data Services)

    [10]

    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]

    [11]

    Yang Y W, Yan X S, Liu R, Lu X X, Jiang L, Lin J F 2012 Fusion Eng. Des 87 1679

    [12]

    Yan X S, Liu R, Lu X X, Jiang L, Wang M, Lin J F 2012 Acta Phys. Sin. 61 102801 (in Chinese) [严小松, 刘荣, 鹿心鑫, 蒋励, 王玫, 林菊芳 2012 物理学报 61 102801]

  • [1]

    Schillebeeckx P, Trkov A 2006 Summary Report of the 3rd Research Coordination Meeting (Vienna: International Atomic Energy Agency) pp7-27

    [2]

    Yan X S 2012 M. S. Thesis (Beijing: China Academy of Engineering Physics) (in Chinese) [严小松 2012 硕士学位论文 (北京: 中国工程物理研究院)]

    [3]

    Yapici H, Sahin N, Bayrak M 2000 Energ Convers. Manage 41 435

    [4]

    Zhao J, Yang Y W, Zhou Z W 2012 Fusion Eng. Des. 87 1385

    [5]

    Simakov S P, Kobozev M G, Lychagin A A, Talalaev V A, Chuvilin D Y, Maslov V M 2007 International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (Nice: EDP Sciences) p222

    [6]

    Naik H, Prajapati P M, Suryanarayana S V, Pathak P N, Prabhu D R, Chavan V, Raj D, Kalsi P C, Goswami A, Ganesan S, Manchanda V K 2011 Eur. Phys. J. A 47 100

    [7]

    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]

    [8]

    Zhu T H, Liu R, Jiang L, Lu X X, Wen Z W, Wang M, Lin J F 2007 Nucl. Electron. Dect. Technol. 27 141 (in Chinese) [朱通华, 刘荣, 蒋励, 鹿心鑫, 温中伟, 王梅, 林菊芳 2007 核电子学与探测技术 27 141]

    [9]

    Drosg M 2000 DROSG-2000: Neutron Source Reactions (Vienna: IAEA Nuclear Data Services)

    [10]

    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]

    [11]

    Yang Y W, Yan X S, Liu R, Lu X X, Jiang L, Lin J F 2012 Fusion Eng. Des 87 1679

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    Yan X S, Liu R, Lu X X, Jiang L, Wang M, Lin J F 2012 Acta Phys. Sin. 61 102801 (in Chinese) [严小松, 刘荣, 鹿心鑫, 蒋励, 王玫, 林菊芳 2012 物理学报 61 102801]

  • [1] 羊奕伟, 严小松, 刘荣, 鹿心鑫, 蒋励, 王玫, 林菊芳. 贫铀球壳中D-T中子诱发的铀反应率的测量与分析. 物理学报, 2013, 62(2): 022801. doi: 10.7498/aps.62.022801
    [2] 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
    [3] 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. 物理学报, 2014, 63(16): 162501. doi: 10.7498/aps.63.162501
    [4] 言杰, 刘荣, 蒋励, 鹿心鑫, 朱通华, 林菊芳, 王玫, 温中伟, 汪一夫. D-T中子与平板型聚乙烯材料作用的次级中子角度谱实验研究. 物理学报, 2011, 60(10): 102902. doi: 10.7498/aps.60.102902
    [5] 王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量. 物理学报, 2006, 55(7): 3403-3407. doi: 10.7498/aps.55.3403
    [6] 王少杰, 邱励俭. 中性束注入产生的非麦氏分布对D-T聚变反应率的影响. 物理学报, 1996, 45(9): 1492-1500. doi: 10.7498/aps.45.1492
    [7] 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
    [8] 严小松, 刘荣, 鹿心鑫, 蒋励, 王玫, 林菊芳. 贫化铀/聚乙烯球壳交替系统中铀-238中子俘获率的测量与分析. 物理学报, 2012, 61(10): 102801. doi: 10.7498/aps.61.102801
    [9] 易泰民, 邢丕峰, 郑凤成, 梅鲁生, 杨蒙生, 赵利平, 李朝阳, 谢军, 杜凯, 马坤全. 磁控溅射沉积铝/贫铀与金/贫铀镀层的界面研究. 物理学报, 2013, 62(10): 108101. doi: 10.7498/aps.62.108101
    [10] 施研博, 应阳君, 李金鸿. α粒子的慢化过程对D-T等离子体聚变燃烧的影响. 物理学报, 2007, 56(12): 6911-6917. doi: 10.7498/aps.56.6911
    [11] 易泰民, 邢丕峰, 杜凯, 郑凤成, 杨蒙生, 谢军, 李朝阳. 纳米厚度贫铀/Au多层膜的制备及特性研究. 物理学报, 2012, 61(8): 088103. doi: 10.7498/aps.61.088103
    [12] 朱正和, 蒙大桥. 锕系元素钍到锿的5f电子效应. 物理学报, 2011, 60(4): 040301. doi: 10.7498/aps.60.040301
    [13] 王少峰, 张洁. 电荷屏蔽对快中子俘获过程的影响. 物理学报, 2010, 59(2): 1391-1395. doi: 10.7498/aps.59.1391
    [14] 姜承烈, 赵葵, 王大椿, 李卫江, 周恩臣, 李志常, 蔡敦九, 程业浩, 吕富宝, 韩树奎. Be9(d,p),(d,t),(d,a)反应研究. 物理学报, 1974, 23(5): 64-80. doi: 10.7498/aps.23.64
    [15] 傅德基, 蔡廷璜, 夏克定. Th232与U238中子俘获截面的计算. 物理学报, 1974, 23(3): 52-60. doi: 10.7498/aps.23.52-2
    [16] 田永顺, 胡志良, 童剑飞, 陈俊阳, 彭向阳, 梁天骄. 基于3.5 MeV射频四极质子加速器硼中子俘获治疗装置的束流整形体设计. 物理学报, 2018, 67(14): 142801. doi: 10.7498/aps.67.20180380
    [17] 王庆美, 任廷琦, 朱吉亮. BiH(D,T)分子基态结构与势能函数. 物理学报, 2009, 58(8): 5266-5269. doi: 10.7498/aps.58.5266
    [18] 王庆美, 任廷琦, 朱吉亮. GaH(D,T)分子基态结构与势能函数. 物理学报, 2009, 58(8): 5270-5273. doi: 10.7498/aps.58.5270
    [19] 蔡 毅, 桂永胜, 褚君浩, 郑国珍, 汤定元. n-HgCdTe表面积累层中子带电子迁移率的研究. 物理学报, 1998, 47(8): 1354-1360. doi: 10.7498/aps.47.1354
    [20] 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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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-24
  • 修回日期:  2014-05-27
  • 刊出日期:  2014-08-05

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

  • 1. 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 绵阳 621900;
  • 2. 清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084;
  • 3. 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: 开展了钍样品装置内钍核参数的积分中子学基础研究. 参考混合堆概念设计搭建了内部放置了钍样品的一维贫铀/聚乙烯交替系统装置,采用加速器D-T中子源模拟聚变堆芯,利用前期开发的离线伽马测量方法测定了不同位置、不同中子谱情况下的232Th (n,γ)反应率,不确定度约为5%. 结果显示,聚乙烯对14.1 MeV中子的慢化作用可有效提升钍俘获率,且贫铀对钍俘获率也有显著提升作用. 实验结果与主流核数据库计算结果的对比显示,ENDF/B-VI.6和JENDL-3.3数据库的计算值比实验值平均约大6%,而较新的ENDF/B-VII.0数据库的计算值比实验值平均约大4%. 因此,相比于之前数据库的钍核数据,ENDF/B-VII.0的计算值与实验结果匹配得较好,可作为相关概念设计的推荐核数据库.

English Abstract

参考文献 (12)

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