中国散裂中子源反角白光中子束流参数的初步测量

中国散裂中子源(CSNS)已于2018年5月建设完工,随后进行了试运行.其中的反角白光中子束线(Back-n)可用于中子核数据测量、中子物理研究和核技术应用等多方面的实验.本文报道对该中子束的品质参数测量实验过程以及最终实验结果.实验主要采用中子飞行时间法,利用~(235)U,~(238)U裂变室和~6Li-Si探测器测量了中子能谱和中子注量率,又利用闪烁体-互补金属氧化物半导体探测系统测量了中子束斑的剖面,得到了该束线的初步实验测量结果.其中白光中子的全能谱测量范围eV—100 MeV,给出了不确定度分析;给出了中子注量率两个实验厅位置的满功率值;给出了白光中子在直径60 mm情况下的全能区束斑.通过与模拟结果的比较探讨了以上结果的合理性,并提出了改进计划.这些实验结果为以后该束线的核数据测量和探测器标定实验奠定了基础.     

零电阻温度达101.4K钇系高T_c超导体

我们研制了YBa_2(Cu_(1-x)Sn_x)3O_(7-δ)超导体,其中 x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05.发现当 x=0.03时,零电阻温度达92K.但是经过适当剂量中子和γ-射线辐照后,该样品零电阻温度达101.4K.     

Ba-La-Cu-O 70K以上超导电性

1986年12月,制备出了Ba-La-Cu-O超导体,其中有两个样品A和B的零电阻温度分别达到53K和67K。流体静压下电阻温度关系的测量结果表明:在10Kbar下,样品B的起始超导转变温度为94K。两个月以后,用新的测量系统,测量了这两个样品的交流磁化率,结果表明:抗磁性的起始转变温度分别为83K和79K。     

几种不锈钢在4.2K下的磁化强度测量

在4.2K,0—9T磁化场中测量了Ni_(68-69)Mo_(26)Fe_(5-6),21-6-9,K-55,18-8,316和OCr_(16)Ni_(14)等几种不锈钢材料的磁化强度.本文报道了测量结果.     

一种测量次级中子能谱的新方法

采用双飞行时间法创建了一台非常规快中子飞行时间谱仪,排除了用D(d,n)3He中子源测量8-13MeV能区次级中子双微分截面时源中破裂中子群对次级中子能谱测量的干扰.结合常规快中子飞行时间谱仪的测量,实现了用D(d,n)3He中子源开展8-13MeV中子能区次级中子双微分截面的测量.     

利用液氮获得40K

本文叙述了以液氮作为冷源,用降低饱和蒸汽压(减压)的方法,获得77—40K温区。减压是借助于2X-8机械泵和分子筛吸附泵进行的。得到的极限温度为40.4K;相应的饱和蒸汽压为6×10~(-2)mmHg。     

高位K2(1Λg) 与基态原子的碰撞转移

在K原子密度约为0.5～5×1016cm-3的样品池中,脉冲激光710 nm线双光子激发K2基态到高位1Λg态,研究了K2(1Λg)+ K(4S)碰撞转移过程.K原子密度由测量KD2线蓝翼对白光的吸收得到.测量不同K密度下1Λg态发射的时间分辨荧光强度,它是一条指数衰减曲线,由此得到1Λg态的有效寿命,从描绘出的有效寿命倒数与K原子密度关系直线的斜率得到1Λg态总的碰撞猝灭截面为(2.1±0.2)×10-14cm2,从截距得到的辐射寿命为(22±2)ns.测量了K的6S →4P3/2和4D→4P3/2在不同K密度下的时间积分荧光强度,得到了K2(1Λg)+K→K2(11∑ +g)+K(6S,4D)碰撞转移截面为(1.5±0.3)×10-15cm2(对转移到6S)和(8.5±3.0)×10-15cm2(对转移到4D).     

(12)~C+(115)~In反应中余核I和Sb的反冲研究

在能量高达72MeV的~(12)C轰击~(115)In(Z=49)的反应中,使用核化学技术测量了~8Be和α转移的余核碘(Z=53)和锑(Z=51)同位素的激发函数和角分布.用简单的运动学方法分析了余核角分布后指出,碘同位素来自三种不同的反应机制,即复合核蒸发α,强阻尼的非完全熔合以及不完全动量转移的裂开-熔合过程.在入射能量约70MeV时,后两个过程(或统称为~8Be转移)的截面为100多毫巴,显著大于根据锑同位素截面导出的大约17毫巴的α转移反应截面.实验结果和类似反应中测量出射α粒子得到的结论很好相符.     

D-T中子诱发贫化铀球壳内裂变率分布实验

中子诱发裂变反应率是表征和检验中子在材料中的输运、裂变放能等过程的重要物理量.贫化铀球壳裂变反应率径向分布数据,可为铀核数据宏观检验及研究裂变放能与贫化铀球壳厚度的关系提供数据支持.本文设计了内径为13.1 cm,外径分别为18.10,19.40,23.35,25.40,28.45 cm的五种不同厚度的贫化铀球壳组合装置;利用位于球壳中心的氘氚中子源轰击贫化铀球壳装置,中子产额约为3×10~(10)—4×10~(10)s~(-1);在"赤道"平面与入射氘束成45°方向测量裂变反应率随径向分布的情况.为了克服裂变室和俘获探测器等自身对模型和中子场的扰动,本文选择与装置材料相同的贫化铀材料作为活化探测器,以活化探测器中的裂变碎片143Ce发射的γ射线作为测量对象,通过HPGe探测器测量的γ射线数,基于~(143)Ce裂变产额数据反推裂变反应率.通过实验获得了贫化铀球壳内的裂变率及其径向分布规律,裂变反应率和相对标准不确定度分别位于5.28×10~(-29)—7.58×10~(-28)之间和6%—11%之间.基于蒙特卡罗程序和ENDF/BVI.8数据库完成了模拟计算,并与实验结果进行了对比分析,两者在不确定度范围内一致.     

获得1K级低温及其热分析

本文报道由液氦(~4Hc)获得1K级低温的减压降温装置技术及其热分析.实验结果已达到1.17 K.测量了实验杜瓦的轴向温度分布.已用于超流氦温度下复合材料导热系数的实验研究和氦λ点温度以下温度计的标定.     

中子学实验近期进展

文章作者采用核活化法和核裂变法实验研究了加速器D-T中子、D-D中子以及~(252)Cf自发裂变中子在纯水泥体上的反射中子,获得了反射中子引起的6种高阈能活化箔的活化反应率以及~(235)U(包镉)和~(238)U裂变反应率.采用反冲质子法测量了4种厚度(4.5,9,18,27cm)聚乙烯板的角度中子谱.获得了聚乙烯铁铍组合壳体内距装置中心0,9.7,12.8和17.3cm 4个位置1MeV以上的中子能谱.采用铝核素标准截面相对测量法,获得了~(175)Lu、~(89)Y核素的(n,2n)反应截面.文章还分析了实验的不确定度.     

K~±介子与~(40-48)Ca的弹性散射及中子分布的分析

本文在Eikonal近似的框架下,用K±N散射分波相移和~(40-48)Ca的三参数Fermi型密度分布函数计算了K~±与~(40-48)Ca的弹性散射微分截面;在比较由各家提供的基本参数所得到的理论计算值与实验符合程度的基础上,通过调整中子分布函数的参数,改善了理论计算值与实验值的符合.结果表明,~(40)Ca的中子分布比较其质子的分布有较小的均方根半径(约小0.15fm)和较薄的表面厚度.这是与H.F.计算相容的,并与其他作者对中能质子与钙的弹性散射分析的结果相一致.     

丰中子A~100质量区内的扁椭球高K同核异能态

远离核素图上“稳定谷”的丰中子核一直是核物理学研究的热点。作为形变丰中子核的一种特殊的亚稳定激发态,高K同核异能态的形状大多数为长椭球,扁椭球的高K同核异能态非常少见。近期的一项实验认为丰中子核94Se上的$ {K}^{\mathrm{\pi }}={7}^{-} $两准粒子态为扁椭球。这是形变原子核上存在扁椭球高K同核异能态的第一个实验证据。结合相关实验,我们猜测可能有其它尚未发现的扁椭球高K同核异能态存在于丰中子A~100质量区。利用组态限制势能面计算方法,本文对丰中子A~100质量区内的$ {K}^{\mathrm{\pi }}={9}^{-} $和$ {K}^{\mathrm{\pi }}={7}^{-} $两准粒子态进行了研究,并预言了此质量区内扁椭球高K同核异能态的可能位置。根据Nilsson模型,扁椭球高K同核异能态的存在与费米能级附近的高Ω单粒子轨道有关。这些高Ω单粒子轨道来源于高j闯入态在扁椭球形变时的退简并。扁椭球高K同核异能态是研究丰中子核形变参数、激发能等物理性质的理想对象,有助于加深我们对于形变原子核能级结构的理解。     

~(252)Cf自发裂变中子发射率符合测量的回归分析

~(252)Cf同位素源具有标准的自发裂变中子能谱,但由于其半衰期较短,应用中常需要对源强进行标定修正.随着源年龄增加,来自源中~(250)Cf和~(248)Cm自发裂变的影响愈加凸显,不能简单按~(252)Cf的衰变规律计算源中子发射率,而通过锰浴活化的间接测量方法周期较长,且在源强低于10~4 n/s时误差较大.最近,基于中子多重性计数的源强绝对测量算法已得到验证.本文进一步从点模型假设的测量方程出发,在将符合计数率与总中子计数率关联的基础上,分别对符合计数率随源位置、符合门宽的变化关系进行回归分析,提取变化过程的特征系数,建立了两种避规效率变化的~(252)Cf中子发射率测量方法,并基于JCC-51型中子符合测量装置开展实验验证.结果表明:两种回归分析方法的测量值均与标称值的修正结果在2%的偏差范围内一致;反推求得装置中轴线上的探测效率也与基于MCNPX程序的蒙特卡罗模拟计算值相符.研究结果可为活度信息不明的~(252)Cf源强标定及符合测量装置的效率刻度提供便携准确的实验方法.     

YBa2Cu3O6+δ的高频模及其随氧含量δ的变化

在中国原子能科学研究院新建的宽角(～30°)Be过滤探测器中子非弹性散射谱仪上,在入射中子能量从10直至150meV的范围内,测量了几种不同氧含量的YBa₂Cu₃O_6+δ样品的中子非弹性散射能谱。结果表明:(1)在δ=0和0.2时,在60至150meV能量范围内,发现有强的高频模存在,当其温度高到Nel点(～410K)以上直至466K时,没有观察出高频模强度的减弱。而δ=0.78和0.97时,在75至150meV能量范围内,散射强度在测量误 关键词：     

~(100)Mo(n,2n)~(99)Mo,~(96)Mo(n,p)~(96)Nb和~(92)Mo(n,α)~(89m+g)Zr反应截面测量

本文报告了在E_n=13.40—14.79MeV中子能区用活化法以~(27)Al(n,α)~(24)Na截面为中子注量标准测得的~(100)Mo(n,2n)~(99)Mo,~(96)Mo(n,p)~(96)Nb和~(92)Mo(n,α)~(89m+g)Zr的反应截面,中子能量是用铌锆截面比法测定的。文中将实验测量值与理论计算值进行了比较,还对上述三个反应的截面进行了编评,给出了推荐的激发曲线。     

重离子引起的单质子转移反应~(40)Ar(~(11)B,~(10)Be)~(41)K

测量了50MeV的“B束在~(40)Ar上的弹性散射角分布和单质子转移反应~(40)Ar(~(11)B,~(10)Be)~(41)K的微分截面.用光学模型拟合了弹性散射截面.用包含反冲效应的精确有限程扭曲波玻恩近似(EFR-DWBA)分析了微分截面,提取了谱因子.     

铜活化法诊断神光Ⅲ主机装置氘氚中子产额

介绍了铜活化诊断氘氚中子产额的测量原理,分析了62Cu和64Cu两种活化核素在符合测量中的贡献。针对不同范围内的中子产额测量,提出了系统灵敏度相对标定法和64Cu活化核标定法。通过添加中子屏蔽锥测量了标定场所散射中子影响。计算评估了63Cu(n,)64Cu反应过程对活化测量的影响。在神光Ⅲ主机装置上,利用该系统测量了直接驱动氘氚中子产额。实验结果表明：氘氚中子产额在109~1013范围采用相对标定方法较为合适,64Cu活化核的标定方法适用于1012~1016范围内产额测量。标定场所散射中子对灵敏度标定因子影响约0.4%。63Cu俘获辐射反应在64Cu活化核标定中贡献小于1%。目前神光Ⅲ主机装置直接驱动氘氚中子产额约81012。     

核物质中K介子有效质量与非线性效应

分析了核物质标量密度和矢量密度对K介子有效质量的影响．使用非线性σ-ω-ρ模型和相对论平均场理论，给出了核物质标量密度和矢量密度的近似关系曲线，并与线性σ-ω模型的情况进行了比较．利用这一关系，改进了K介子有效质量和核物质密度之间存在的依赖关系，比较不同模型对K介子有效质量的影响．同时也计算了纯中子物质中K介子在不同模型下的有效质量曲线，并与在对称核物质中的情况进行了比较．We investigate the effect of the nuclear vector density ρ_B and the scalar density ρ_S on in-medium kaon and antikaon effective masses. Based on nonlinear σ-ω-ρ model in the relativistic mean-field approximation, we obtained the relation between the two nuclear densities both σ-ω model and σ-ω-ρ model. By (using) the relation, we improve the dependence of in-medium kaon and antikaon effective masses. We also studied the differences of kaon and antikaon effective mass abtained by...     

K_2(~1∧_g)高位态的预解离和碰撞转移

利用光学双共振和激光光谱技术,测量了K_2(~1A_g)态的预解离率和碰撞转移率.脉冲激光将K_2(1~1∑_g~+)基态激发至1~1∑_u~+态,由连续激光激发1~1∑_u~+至激高位~1A_g态.在不同K密度下,记录~1A_g→~1A_u跃迁的时间分辨荧光,光强的对数与衰变时间成线性关系,从直线的斜率得到~1A_g态的有效寿命,由Stern-Volmer方程得到~1A_g态的辐射率与预解离率之和及总的碰撞去布居截面.在不同的K密度下测量时间积分荧光强度I_3[K_2(~1A_g)→K_2(~1A_u)],I_2[K(6S)→K(4P_(3/2))]和I_1[K(4D)→K(4P_(3/2))],光强比I_1/I_3和I_2/I_3与K密度也成线性关系.从直线的斜率和截距并结合从Stern-Volmer方程得到的结果,确定K_3(~1A_g)的预解离率Γ_(P6S)=(1.2±0.4)×10~7s~(-1),Γ_(P4D)=(0.8±0.3)×10~7s~(-1)和碰撞转移截面σss=(1.9±0.6)×10~(-14)cm~2,σ_(4D)=(9.0±3.0)×10~(-15)cm~2.