反对称分子动力学模型中的冻结概念（英文）

给出了反对称分子动力学模型(AMD)计算的50 Me V/nucleon112Sn+112Sn反应的分析结果。该研究是反对称分子动力学模型中统计冻结概念的部分研究结果。利用自洽法结合修正的Fisher模型,提取了发射源的温度和密度分别为T=(6.1±0.2)Me V,ρ/ρ0=0.69±0.03。通过与AMD模型计算的系统在时间演化过程中的最大密度比较,得出碎片发射源的密度远小于系统的最大密度。利用自洽法提取的温度和密度与35 Me V/nucleon的40Ca+40Ca反应系统及40 Me V/nucleon的64Zn+112Sn反应系统所提取的温度和密度非常接近。该结果表明反对称分子动力学模型中,系统在中等质量碎片形成时刻处于统计冻结体积。     

利用FLUKA研究加速器生产医用放射性同位素的产额

针对目前核医学广泛关注的医用放射性同位素99Mo/99mTc、64,67Cu、68Ge/68Ga、82Sr/82Rb、211At、225Ac等，本文利用FLUKA程序对加速器生产上述同位素的产额及产物分布进行了研究。研究表明，医用放射性同位素的产额随束流能量增加而增加，增加趋势逐渐降低；产额随辐照时间的增长而增加，随辐照后冷却时间的增长而降低，变化情况主要取决于目标医用同位素的半衰期；入射束流在同位素靶的有效射程内产生医用放射性同位素，选取合适的靶厚可以优化目标医用同位素的比活度值等；此外，束流能量越高产生的杂质核素种类及产额也相应增加，合适的辐照能区和辐照时间等，可以降低后续目标医用同位素分离纯化等工作的复杂程度。本文通过FLUKA的计算初步为加速器生产医用同位素提供了重要的依据。     

利用TALYS和EMPIRE研究质子诱发钼靶核反应

利用加速器直接生产99Mo和99mTc在核医学领域具有良好的发展前景,精确可靠的核反应数据对于同位素生产具有重要意义。本文通过对EXFOR数据库中natMo(p, x)96m+gTc、100Mo(p, x)99Mo、100Mo(p, 2n)99mTc核反应截面实验数据进行分析,采用多项式拟合实验数据给出参考值。并利用TALYS-1.95和EMPIRE-3.2.3程序结合不同能级密度、预平衡发射等模型 计算了40 MeV能量以下natMo(p, x)96m+gTc、100Mo(p, x)99mTc、100Mo(p, 2n)99mTc核反应的激发函数。对于natMo(p, x)96m+gTc核反应,TALYS-1.95程序采用能级密度输入参数ldmodel 6时,preeqmode 1, 2模型计算结果与实验数据符合最好。对于100Mo(p, x)99Mo核反应,TALYS-1.95程序采用能级密度输入参数ldmodel 6时,preeqmode 4模型计算结果与实验数据符合最好。对于100Mo(p, x)99Mo核反应,EMPIRE-3.2.3程序LEVDEN 2模型计算结果与实验数据符合最好。     

一套用于研究原子团簇热力学的离子速度成像谱仪

原子团簇的激发温度可由反应产物（出射电子或碎片）的初始平动能这一可观测量间接获得,为了提高原子团簇激发温度的测量精度,设计并搭建了一套具有高动能分辨的离子速度成像谱仪。本谱仪的高动能分辨性能首先借助Simion8.0软件优化静电透镜和分子束限束装置的几何结构来实现,然后通过理论模拟证明本套谱仪具有预期好的动能分辨能力。设备搭建完成后,研究了C₆₀分子束在纳秒激光场中发生的延迟电离过程,获得了C₆₀+离子随延迟时间增加而逐渐变窄的二维时间切片图像。分析表明,激光脉冲产生的多个C₆₀+离子间的库仑耦合作用将会扩展二维切片图像的横向分布,提取库仑耦合作用对C₆₀+离子初始平动能的影响,并通过分析C₆₀+离子间的库仑耦合随延迟时间增加而逐渐变弱的定量依赖关系,证实了本套谱仪具有了设计预期的高动能分辨能力。这一工作为下一步基于离子速度成像技术细致研究分子热力学的相关课题提供技术参考。Excitation temperature of fragmenting atomic clusters can been extracted from the initial kinetic energies of ionic products. To improve the accuracy of the temperature measurements, we have designed an ionic velocity map imaging spectrometer with high kinetic energy resolution. Firstly, based on the simulations using Simion8.0 software, the high resolution is obtained by adjusting the structure of the electrostatic lenses and collimation of molecular beam. According to theoretical analysis, it is proved that the spectrometer has a well defined kinetic energy resolution. Then, we have studied the delay ionization processes of C60 induced by nanosecond laser. A series of narrowed two-dimensional time-sliced velocity images of the C60+ with increasing the delayed time were recorded. Analysis revealed that Coulomb force between C60+ clusters in same laser shots will broadening the transverse distribution of 2D image. Considering the influence of Coulomb force on initial kinetic energy of C60+ clusters, the high resolution has been proved by analysing the negative relationship between Coulomb force and delayed time. It indicates that the establishment of the spectrometer builds up a good basis for next experiments on the studies for molecular thermodynamics in atomic clusters.     

GEANT4和FLUKA计算256 MeV质子诱发散裂中子能谱

散裂反应产生的中子能谱等数据是ADS系统设计中的关键参数。由于涉及到的能量范围大、反应道复杂,目前没有完善的评价核数据库可供使用,需要使用合适的核理论模型来进行计算。CiADS （Chinainitiative Accelerator Driven System）即将开始建设,在第一阶段将使用能量约为250 MeV的质子束。利用FLUKA及GEANT4中的BERT_HP、BIC_HP和INCLXX_HP等物理模型列表分别计算了256 MeV质子轰击薄的铝、铁、铅和铀靶后,在7.5°,30°,60°和150°等方向出射的中子双微分截面及轰击厚的铝、铁和铀靶后,在30°,60°,120°和150°等方向出射的中子双微分产额,并与已有的实验数据进行对比。结果表明,FLUKA和INCLXX_HP的计算结果整体上能够更好地符合实验数据。BIC_HP计算的薄靶结果,除铝靶的150°和铅靶的30°外,在5~30 MeV能量范围内要明显高于实验结果,能够达到实验结果的2倍以上。BIC_HP计算的厚铀靶结果在30°和60°方向的5~30 MeV能量范围内要比实验结果高出70%以上,在120°和150°方向的5 MeV以上要高于实验结果的2倍。BERT_HP计算的7.5°和30°方向上铝、铁和铅靶结果在20s100 MeV要比实验结果低40%以上,计算的铀靶结果在20 MeV以下能够达到实验结果的2倍以上。Neutron spectra produced through spallation reaction are key parameters in the design of Accelerator Driven Subcritical Systems. Since the energy span is large and reaction channels are complicated, no complete evaluated nuclear data library is ready for use. Suitable theoretical models are required to calculate the data. The CiADS (China initiative Accelerator Driven System) is going to be constructed in China. At the first stage, the adopted proton energy is about 250 MeV. FLUKA and GEANT4 are used to calculate the double differential cross sections at 7.5°, 30°, 60° and 150° induced by 256 MeV protons bombarding on thin aluminum, iron, lead and uranium targets, respectively. The double differential neutron yields at 30°, 60°, 120° and 150° are also calculated for 256 MeV protons bombarding on thick aluminum, iron and uranium targets, respectively. Three model lists INCLXX_HP, BIC_HP and BERT_HP implemented in GEANT4 are used separately. The calculation results are compared with corresponding experimental data. It is shown that results calculated with FLUKA and INCLXX_HP in GEANT4 fit the corresponding experimental data much better. The calculation results with BIC_HP overestimate the experimental data for thin targets in 5~30 MeV for more than 100%, except for aluminum at 150° and lead at 30°. For uranium target, the results calculated with BIC_HP is greater than the experimental results by more than 70% in the energy range 5~30 MeV at 30° and 60° and by more than 100% in the energy range above 5 MeV at 120° and 150°. In 20~100 MeV for aluminum, iron and lead targets, calculation results at 7.5° and 30° with BERT_HP underestimate the experimental data by more than 40%. And for uranium target, the experimental data up to 20 MeV are overestimated by more than 100%.     

利用GEANT4研究轻带电粒子诱发反应出射中子双微分产额

轻带电粒子诱发反应产生次级中子的研究对于加速器屏蔽设计和优化具有重要意义。利用Geant4程序结合INCL、BIC、BERT物理模型分别计算了33 MeV的d核、65 MeV的3He核和4He核轰击厚的碳、铜和铅靶在轻带电粒子诱发反应产生次级中子的研究对于加速器屏蔽设计和优化具有重要意义。利用Geant4程序结合INCL、BIC、BERT物理模型分别计算了33 MeV的d核、65 MeV的3He核和4He核轰击厚的碳、铜和铅靶在$0^{\circ}$，$15^{\circ}$，$45^{\circ}$，$75^{\circ}$和$135^{\circ}$等方向出射中子的双微分产额，并与实验数据进行了比较。研究表明，对于33 MeV的d核诱发的核反应，INCL模型的计算结果基本上再现了碳靶和铜靶的实验数据，但高估了铅靶直接过程产生的中子。BIC模型和BERT模型的计算结果没有重现弹核削裂过程对应的宽峰。对于65 MeV的3He核诱发的核反应，三个模型的计算结果均未能重现前向角弹核削裂过程产生的中子，但在$15^{\circ}$，$45^{\circ}$，$75^{\circ}$和$135^{\circ}$上三个模型的计算结果与实验数据符合较好。对于65 MeV的4He核诱发的核反应，INCL模型的计算结果与碳靶和铜靶的实验数据符合较好，但低估了铅靶的中子产额。BIC模型和BERT模型的计算结果低估了碳靶的实验数据，且在大角度上略微高估了铅靶的实验数据。     

利用GEANT4和TALYS研究中子与铁作用的次级中子双微分截面

铁的次级中子双微分截面对核装置的设计、运行与维护具有重要作用。相关实验数据缺乏,且评价数据不完善,需要使用可靠的核理论模型进行计算。本工作利用GEANT4程序结合不同的中子评价数据计算了8.17, 11.5, 14.1和18 MeV等入射能量下中子轰击薄铁靶不同出射角度的次级中子双微分截面;同时利用TALYS程序和GEANT4程序结合BIC、BERT和INCLXX模型计算了25.7, 65, 100和150 MeV等入射能量下中子轰击薄铁靶不同出射角度的次级中子双微分截面,并与实验数据进行对比。研究表明,在20 MeV以下能区,ENDF/B-VIII.0库的计算结果与实验数据符合较好,BROND-3.1、CENDL-3.1、JENDL-4.0u和JEFF-3.3库的计算结果与实验数据存在差异。在20~150 MeV能区,GEANT4程序的BERT模型和TALYS程序的计算结果与实验数据符合较好,INCLXX模型和BIC模型的计算结果与实验数据存在分歧。整体来看,需要对铁的中子评价数据和核反应理论模型做进一步研究。     

BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应

研究了对BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应特性。实验上利用γ放射源(60Co,137Cs)测量了不同光电倍增管高压下,尺寸为Φ5.08 cm×5.08 cm的BC501A液体闪烁体探测器的脉冲幅度谱。利用Geant4软件进行模拟,计算结果与实验数据很好地符合,得到了能量分辨函数及能量刻度曲线。利用Geant4研究了BC501A的脉冲幅度谱的康普顿边缘Ec、康普顿峰Emax及康普顿半高点E1/2与能量分辨率的关系。同时模拟结果显示,随γ射线能量(0.2～3 Me V)的增加,康普顿边缘位置Nc/Nmax从0.8至0.7线性减少。     

BC501A中子探测器的能量刻度及其在聚乙烯中子学积分实验中的应用

利用标准放射伽玛源（22Na,137Cs）测量了尺寸为Φ5.08 cm×2.54 cm的BC501A中子探测器的脉冲幅度谱,并利用MCNP软件进行了模拟,详细考虑了探测器的几何尺寸、材料、以及能量分辨函数,计算结果很好地再现了实验数据,精确地确定了康普顿边缘的位置,完成了BC501A中子探测器的能量刻度。并采用14.8 MeV的T（d,n）4He中子源对聚乙烯样品开展了中子学积分实验,结果表明,BC501 A中子探测器的能量刻度过程以及聚乙烯中子学积分实验数据的处理过程是完全合理并且可靠的。The pulse-height spectra of the BC501A scintillator (Φ5.08 cm×2.54 cm) were measured using 22Na, 137Cs γ-ray source, in which MCNP simulation was applied. The simulated pulse-height spectra show a good agreement with the measured data considering the geometry, material and energy resolution function of the scintillator. The position of the Compton edge has been precisely determined and an accurate energy calibration of BC501A scintillator was also achieved. An neutronics integral experiment of polythene with 14.8 MeV T(d, n)4He neutron source was carried out. The results indicate that the procedures of the energy calibration experiment of BC501A scintillator and the data analyzing in the polythene integral experiment are reasonable and reliable.