中能区丰中子核反应总截面与中子过剩自由度的关系研究

发展了一个适用于计算中能区核反应总截面的修正微观模型,讨论了中子皮厚度,基态形变及与中子过剩自由度有关的核物质弥散度对核反应总截面的影响.计算结果和现有实验数据的比较表明,与中子过剩自由度有关的核物质弥散度是反应总截面随中子过剩增加而迅速增加的一个重要因素.     

中子及中子分布弥散度对核势的影响

用能量密度公式及小液滴模型给出的费米密度分布,并引入中子皮及中子分布弥散度随中子过剩自由度增加而增加这一因素,计算了重离子反应相互作用势及熔合位垒.熔合位垒的计算值和实验值符合很好,特别是在中重核区域,改善了以前的计算结果.详细研究了亲近势标度,发现用中子皮及中子分布弥散度的变化能较好地解释中子过剩自由度对亲近势标度偏离的影响.     

核反应总截面参数化计算

给出了一个计算核反应总截面的参数化公式.用此公式计算了包括低能、中高能区大量系统的核反应总截面,且和实验数据进行了比较.讨论了反应总截面σ_R与中子过剩自由度(N-Z)的关系,以及相互作用半径R与轰击能量E_cm的关系.     

利用BUU模型研究11Li的核反应总截面和双中子剥去截面

发展了BUU模型,能够同时研究双中子晕结构核¹¹Li引起反应的核反应总截面和双中子剥去截面,计算中使用软的核物质状态方程和0.8倍的核子–核子碰撞截面,同时还用相对论平均场模型计算的中子和质子密度代替通常使用的方密度分布,计算结果可以很好地拟合不同反应系统的实验数据,假定对于晕核及其核芯核,彼此的核反应总截面与相互作用截面之间的差别相同,那么¹¹Li的双中子剥去截面可以表示成”Li及其核芯核⁹Li引起反应的核反应总截面之差,研究结果表明这一假定可以适用于高能,对于中能核反应需要更多的实验数据来检验.     

中子分布弥散度对反应总截面的影响

在引入库仑场修正的Glauber模型基础上,区分入射弹核和靶核中的中子、质子,并考虑有限力程相互作用,发展了一个计算核反应总截面的微观修正模型.如果引入一个核内中子分布弥散度随中子分离能的变化关系,则能较好地解释奇异核(如⁸He,¹¹Li,¹¹Be)反应总截面的反常增加.同时,该修正模型还能在低能到高能的范围内较好地拟会稳定核的反应总截面.     

中能重离子核反应同位素分布的统计模型计算

用统计擦去模型,引入新的介质中的核子一核子碰撞截面和核物质密度分布弥散度,对中能区由不同质量的重离子引起的核反应的同位素分布进行了研究,探讨了介质效应和核物质密度分布弥散度对同位素分布的影响.     

中子与116,118,120,122,124Sn反应非弹性散射的理论计算和分析

应用现有的中子与原子核Sn及其同位素反应的总截面,去弹性散射截面,弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据,获得一组普适的中子与Sn及其同位素反应的光学模型势参数.利用这组光学模型势参数,扭曲波玻恩近似理论,核反应Hauser-Feshbach理论和预平衡反应的激子模型,计算和分析了中子与^{116,118,120,122,124}Sn反应分离能级的非弹性散射截面和角分布.理论计算与实验数据进行了分析比较.     

中能中子与58Ni反应的理论计算

在中子与⁵⁸Ni反应的总截面、去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据基础上, 获得了入射中子能量从0.825—150MeV的一组普适的中子与⁵⁸Ni反应的光学模型势参数. 利用光学模型、宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论、预平衡反应的激子模型和核内级联模型的中能核反应计算程序MEND, 计算了中子与⁵⁸Ni反应的所有截面、角分布和能谱, 并将理论计算结果与实验数据和评价数据进行了分析比较.     

中子诱发16O双微分截面的理论分析

应用已经发展的轻核反应新模型理论,计算和分析了中子诱发¹⁶O反应截面,比较和分析了出射中子双微分截面的理论计算结果和实验数据.从理论计算结果与实验的符合情况看,这一理论和方法对于计算轻核的双微分截面是成功的.     

基于核数据的中子诱发原子离位损伤截面评估方法

中子辐照损伤是核能系统面临的重要挑战之一。中子辐照损伤是由中子核反应诱发的，通常通过离位损伤(用平均每原子离位数DPA计)量化。离位损伤的过程为中子核反应产生的反冲核，在辐照损伤中称为初级碰撞原子(Primary Knock-on Atom,PKA)，引发材料中原子级联碰撞产生，因此其评估需要基于中子核反应理论或相关核数据。由于现有评价核数据库中未包含全部反冲能谱分布，中子辐照导致的离位损伤截面需要基于已有微分截面与守恒方程计算。本工作回顾了中子辐照诱发离位损伤的两种计算思路、系统地归纳了不同核反应类型(包括离散与连续的两体反应、中子俘获反应以及多体反应)导致的离位损伤截面计算理论方法、并指出了现有方法的不足。最后，以事故容错包壳材料FeCrAl为例，基于ENDF/B-Ⅷ.0数据库计算了多组不同Cr与Al含量的离位损伤截面。初步研究结果表明FeCrAl的中子辐照离位损伤评估对其中Cr与Al含量的敏感性较低且高出Fe单质的DPA截面约3%～4%，因此DPA评估中可暂不考虑不同Cr与Al含量的影响。但Cr与Al的含量可能会影响离位阈能与损伤能量。     

中子诱发16O双微分截面的理论分析

应用已经发展的轻核反应新模型理论,计算和分析了中子诱发^16O反应截面,比较和分析了出射中子双微分截面的理论计算结果和实验数据,从理论计算结果与实验的符合情况看,这一理论和方法对于计算轻核的双微分截面是成功的。     

中子注量率波动修正因子及其应用

在中子核反应研究中,尤其是在利用活化法进行中子核反应截面测量研究时,需要准确测量样品辐照的中子注量。监督反应标准截面法简便可行,在一些核反应截面测量研究中经常用来定量样品辐照的中子注量。在利用监督片核反应剩余核的放射性活度计算平均中子注量率时,中子注量率波动修正因子是一个很重要的参数。对中子注量率波动修正因子进行了详细阐述,通过理论推导给出了中子注量率波动修正因子的定义,从实际应用出发讨论了中子注量率波动修正因子的使用条件和监督反应的选择原则。Incident neutron flux has to be measured accurately in the neutron reaction study especially in the neutron reaction cross-section measurement with activation method. Average neutron flux in the irradiated sample is usually determined by the monitor reaction with reference cross-section values. However, the average incident neutron flux, based on the radioactivity of the residual nuclei produced in the monitor reaction, is dependent upon the neutron flux fluctuation. In the procedure of the average neutron flux calculation, the correction factor for the neutron flux fluctuation plays a key role. In this paper, definition of the neutron flux fluctuation correction factor is inferred heoretically. The selection principles of the monitor reaction and the utilization of the correction factor have been discussed.     

氘核与聚变中子耦合输运方法及应用

对加速器驱动中子发生器的数值模拟包括离子输运、聚变反应、中子输运等。由于核反应截面远低于带电粒子输运的库仑截面,且核反应平均自由程远大于靶厚度,直接蒙卡抽样难以抽到聚变反应。在MCNPX程序基础上,采用“强迫”聚变方法,即每个入射氘核必发生一次聚变反应,聚变反应处氘核的真实状态(位置、能量和方向)以抽样产生,并以此状态来确定聚变中子的出射状态,实现了氘核与聚变中子的耦合输运模拟计算。研究结果表明,该方法能够给出氘核输运对聚变中子能谱和角分布的影响,中子产额计算结果符合预期。     

中子与9Be和6,7Li反应的次级中子发射谱实验研究

测量了8.17MeV与10.27MeV中子与⁹Be和^6,7Li作用的次级中子双微分截面. 对于10.27MeV, 为了消除从D(d,np)破裂反应来的源破裂中子对双微分截面测量结果的影响, 采用了常规多探测器快中子飞行时间谱仪和非常规多探测器快中子飞行时间谱仪相结合的办法. 用Monte-Carlo方法对实验测量得到的飞行时间谱进行了详细的模拟, 通过测量谱与模拟谱的比较, 得到了实验测量的次级中子双微分截面. 实验测量结果以n-p(常规谱仪)和n-C(非常规谱仪)弹性散射微分截面作为归一. 测量结果与评价数据以及其他测量数据进行了比较. 用一个基于Hauser-Feshbach和激子模型的轻核核反应理论模型对^6,7Li的次级中子双微分截面进行了计算, 理论计算结果与实验结果符合得较好.     

重离子核反应与核物质状态方程

核物质状态方程描述核物质结合能、压强、密度和中子—质子数差异等宏观量之间的关系。核物质状态方程不仅仅与核力属性、核结构性质以及重离子核反应的动力学过程紧密相关,还与致密星体如中子星的结构、演化、辐射与并合等天体过程紧密相关。基于加速器装置的重离子核反应实验,是地面实验室模拟产生极端条件核物质的唯一手段,因而也成为研究核物质状态方程的有效途径。当核物质中的中子数远大于质子数时,例如中子星内部的情形,核物质状态方程中的主要贡献项是对称能项。迄今为止,对称能关于密度的函数是核物理和天体物理中一个未知而又非常重要的物理量。通过重离子核反应的实验和理论研究来确定对称能的密度依赖关系及其在核反应以及致密星天体事件中的物理效应,是当代核物理基础研究的重要前沿。文章介绍了中能重离子核反应和核物质状态方程的一些背景知识和研究方法,以及近年来的一些进展。     

丰中子奇异核17B的实验研究

在兰州重离子加速器国家实验室(HIRFL)放射性次级束流线(RIBLL)上,用束流透射法测量了丰中子奇异核¹⁷B与C靶反应的总截面.假定¹⁷B具有¹⁵B(核芯)＋2n结构,采用Gauss＋HO形式的密度分布和零力程Glauber模型进行计算的结果可以很好地拟合实验数据,并得出¹⁷B的密度分布有一个很大的弥散,表明¹⁷B是双中子晕核. 关键词： 丰中子奇异核 反应总截面 Glauber模型 密度分布     

丰中子奇异核17B的实验研究

在兰州重离子加速器国家实验室(HIRFL)放射性次级束流线(RIBLL)上,用束流透射法测量了丰中子奇异核17B与C靶反应的总截面.假定17B具有15B(核芯) 2n结构,采用Gauss HO形式的密度分布和零力程Glauber模型进行计算的结果可以很好地拟合实验数据,并得出17B的密度分布有一个很大的弥散,表明17B是双中子晕核.     

一种同位旋相关的核物质状态方程

在Hartree–Fock近似下,从扩展的Skyrme有效相互作用出发,给出了一种同位旋相关的核物质状态方程.分析了在不同相对中子过剩时的核物质状态方程.发现在核物质的饱和点处,许多物理量的同位旋相关性能够近似地与相对中子过剩满足抛物线规律.     

利用改进的Glauber模型对非奇异核核反应总截面数据的拟合

在对反应总截面的理论计算中,现有的理论计算值与实验数据在高能区可以很好的符合，但在中能区理论值低于实验值约10％—20％.通过对计算核反应总截面的Glauber模型加入有限程修正，并对输入的核物质密度分布采用双参数的费米密度分布形式.计算结果表明，理论计算值对于没有奇异结构的核在低中能区和高能区，都与实验数据很好符合.     

中子与52Cr反应截面的理论分析

根据中子与天然核Cr及其同位素反应的总截面,去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据,获得了入射中子能量从1MeV—250MeV的一组普适中子与Cr及其同位素反应的光学模型势参数.应用光学模型,扭曲波玻恩近似理论,宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论,和预平衡反应的激子模型,计算和分析了中子与⁵²Cr反应的所有截面、角分布、能谱和双微分截面.理论计算与实验数据进行了分析比较.