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—20MeV区间,给出了²⁷Al,⁴⁰Ca,⁶³Cu和⁹³Nb的理论计算结果及与实验数据的比较,并对呈现的变化规律进行了分析讨论     

40Ca和208Pb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20MeV能区对⁴⁰Ca和²⁰⁸Pb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、半直接俘获和两者的相干项的特性进行了讨论     

辐射俘获反应截面的质量、壳层和奇偶效应

本文研究中子辐射俘获截面中非统计与统计过程的质量效应、壳效应和奇偶效应.对²³Na、²⁰⁸Pb等33个偶中子核素在中子能量为0.1至3MeV区间内,计算了它们的总辐射俘获截面、统计及非统计俘获截面和非统计俘获部分比.并将总俘获截面与实验值进行了比较.结果表明,非统计俘获截面本身并不随质量数改变有明显的变化,显示出弱的壳效应.统计俘获截面由于强烈地依赖于核能级密度而表现出明显的质量、壳层和奇偶效应.非统计部分比随着质量数的增加其总的趋势是减小的,并表现出显著的壳层效应.     

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⁶He,⁶Li,⁶Be,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,¹⁸¹Ta和天然元素Ag上入射中子能量在0.01—5MeV能区以及在核素¹⁹⁷Au上入射中子能量在0.01—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.     

光子穿透系数及同质异能态俘获截面的研究

合理地给出了复合核反应光子穿透系数及同质异能态俘获截面的计算公式,其中包括统计和非统计过程.通过求解级联γ退激过程计算光子穿透系数,既合理地扣除(n,γn)过程,又包括首次γ跃迁至中子分离能B_n以上能级的贡献.以4MeV以下中子和⁵⁹Co及¹⁰³Rh的反应为例,比较用不同方法计算的光子穿透系数,计算同质异能态俘获截面并和实验数据进行比较,最后对结果进行了分析和讨论.     

直接俘获截面中的核晕效应

恒星能量下俘获截面非常难于直接测量.因此,通常借助于非直接方法或从最低能量下的实验数据外推到天体物理感兴趣能区.首先证明了用渐近归一化常数方法得到的结果近似与模型无关.因此,转移反应的渐近归一化常数方法处理提供了一可靠的途径用以确定恒星能量下的俘获截面. 鉴于此优点, 用渐近归一化常数方法计算了¹⁰Be(n,γ)¹¹Be反应的俘获截面. ¹¹Be是一个众所周知的具有两弱束缚态的晕核.作为一个典型的例子,演示了俘获到晕态的辐射俘获截面明显增大, 证明了入射中子波函数与晕的伸展尾部有较大重叠是俘获截面异常增大的原因.     

Th232与U238中子俘获截面的计算

本文采用复合核机制,计算了裂变道开放前Th²³²,U²³⁸中子俘获截面。探索了光学模型、辐射宽度、统计涨落因子等因素的影响。     

重系统全熔合截面和中子蒸发截面的计算

用额外助推模型拟合了³⁵Cl,^40,43Ca+²³⁸U俘获截面和全熔合截面的实验数据.考虑到裂变与蒸发中子的竞争,计算了⁴⁰Ar+^233,235,238U系统的俘获截面,全熔合截面和中子蒸发截面的激发函数.     

铕的快中子俘获截面

使用大液体闪烁探测器,相对于金的俘获截面测量了铕(Eu)六个能量点的中子俘获截面值;用光学模型和统计理论计算了¹⁵¹Eu和¹⁵³Eu在0.1—2.0MeV能区的中子俘获截面;对实验测量和理论计算结果进行了分析和讨论.     

12C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E_n=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—25MeV ¹²C(n,γ)反应截面,计算结果表明,在Ex=13MeV处有矮共振存在,同时,也计算了质子能量为8—35MeV ¹²C(p,γ)反应截面.计算表明对应13N激发能量为11.74MeV和14.06MeV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,计算结果与实验值符合较好.     

恒星能量下核子俘获反应率的晕核效应

恒星能量下俘获截面很难直接测量。¹⁰Be（n，γ）¹¹Be俘获反应涉及到非均匀宇宙大爆炸核合成，无直接测量实验截面数据。利用转移反应¹⁰Be（d，p）¹¹Be的渐近归一化系数（ANC）方法，计算了¹⁰Be（n，γ）¹¹Be俘获反应截面和反应率。¹¹Be是中子晕核。研究表明，在恒星能量下俘获到晕态的截面和反应率显著增大。     

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

为校验次临界能源堆的概念设计,建立了贫化铀/聚乙烯球壳交替系统, 采用活化法测量²³⁸U的中子俘获率. 贫化铀片置于系统内与入射D离子束成90^o的方向上活化 ,用HPGe探测器测量²³⁸U俘获中子衰变产生的²³⁹Np 衰变产生的277.6 keV特征γ射线计数,实验修正了贫铀片对277.6 keV γ射线的自吸收, 得到了交替系统中²³⁸U (n, γ)反应率的径向分布,反应率的相对不确定度为3.5%-3.7%, 并计算得到系统上整个贫铀区中²³⁸U的总中子俘获率为2.24 ± 0.09. 用MCNP5程序在常用ENDF库下进行了模拟计算, ²³⁸U (n, γ)反应率分布计算与实验一般在5%以内符合, 总俘获率在1%以内符合.     

197Au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.     

超重核266Hs形成截面的入射道依赖

计算和比较了²⁶Mg+²⁴⁴Cm, ²⁷Al+²⁴³Am和³²S+²³⁸U3个反应系统的俘获截面和复合核²⁷⁰Hs形成截面. 在俘获截面计算中, 考虑了靶核形变效应. 穿越库仑势垒后, 反应系统由熔合谷进入不对称裂变谷. 只有越过不对称裂变谷中的条件鞍点的事件才进入复合核组态. 我们用考虑中子流动和径向运动的二参量Smoluchowski扩散方程来处理中间阶段的动力学过程. 此外, 还计算了经4n蒸发形成超重核²⁶⁶Hs的截面. 研究表明, 入射道的势垒分布, 中间阶段的条件鞍点高度对俘获截面, 复合核形成几率, 以及最终的超重核形成截面有显著影响.     

同位旋非对称核物质性质与扩展的BHF方法(Ⅶ)中子星物质中质子和中子的1S0态超流性

利用Brueckner Hartree Fock和BCS理论方法,计算了β稳定中子星物质中处于¹S₀ 态的质子和中子的对关联能隙,着重研究和讨论了三体核力的影响.结果表明三体核力对β稳定中子星物质中¹S₀态中子超流性的影响相对较小,但对¹S₀态质子超流性具有重要影响,而且其效应随核子数密度增大而迅速增强.三体核力的主要作用是强烈地抑制了高密度β稳定中子星物质中的1S0态质子超流性.     

道辐射俘获截面的相干增强现象

⁴⁰Ca的热中子辐射俘获截面实验值远较统计理论及Lane-Lynn直接俘获理论预言的截面值大. 本文指出, 这是一个位阱俘获与价俘获的干涉增强效应的例子. 使用普适的光学模型位阱并考虑了这一干涉效应, 计算了⁴⁰Ca的热中子辐射俘获截面、散射截面和⁴¹Ca的p_3/2中子束缚能, 并与实验值进行了比较.     

核连续态之间的直接辐射俘获跃迁

本文推导了计算跃迁到连续终态的直接辐射俘获截面公式,跃迁振幅包括两项,分别对应势阱散射-势阱散射跃迁与势阱散射-复合核散射跃迁.以¹¹B(p,γ₁₉)为例的数值计算表明,在合理的参数范围内,仅仅考虑直接俘获机制就有可能给出这一反应实验结果的一些主要特征,并且上述两项的贡献为同一数量级.还讨论了结果的物理意义.     

μ-介子在Be7原子核上的俘获

利用考虑到重正化效果的普适V-A理论,本文计算了μ^-被Be⁷俘获后跃迁到Li⁷的基态与第一激发态的俘获几率,Li⁷核第一激发态的极化,以及由此跃迁到其基态时放出γ光的偏振度,其中对于不同的超精细结构态分别进行了计算,计算过程中,采用了壳层模型的原子核波函数。并假定忽略二次效应下,S态的四个核子没有参加作用。     

14C激发态中子晕

利用¹³C(d,p)¹⁴C反应实验数据,抽取转移反应重叠函数渐近归一化常数,计算了¹⁴C的1^－和0^－激发态的最后一个中子的密度分布的均方根半径和在核外的几率.研究结果表明,¹⁴C的1^－和0^－激发态为中子晕态.