由重离子引起的融合裂变和准裂变过程中断点拉长度研究的一个简单模型

本文假定在断裂过程中碎片相对运动动能可以忽略,绝热近似条件得到满足,并且碎片只有旋转对称的四极形变,从而得到决定断点处碎片运动的三个方程。求解这一简单的代数方程组,可以得到断点拉长度,并得到出射碎片的总动能。计算结果与重离子引起的融合裂变和准裂变(深部非弹性散射的全阻尼)过程中出射碎片的平均总动能的许多实验资料符合。     

三分裂中的级联裂变模式

用统计模型分析级联裂变，假设复合核首先分裂为两裂变碎片，其质量分布与实验分布一致，跟踪所有质量上可能的裂变碎片和所有能量上可能的衰变过程，统计裂变碎片再次裂变的几率，证明级联裂变模式基本上与三分裂的实验相符，复合核系统的激发能越高，裂片的质量越大，再裂的几率也就越大．     

~(12)C离子引起裂变反应的碎片角分布

本工作采用固体核径迹探测器(天然白云母)和金硅面垒型半导体器测量了72.7,69.6,67.4,65.4,63.4和61.4MeV~(12)C离子轰击~(169)Tm,~(175)Lu,~(181)Ta,W,Re,pt,~(197)Au,Pb和~(209)Bi裂变反应的碎片角分布.建立在鞍点模型基础上的裂变碎片角分布理论能够很好地解释碎片角分布实验数据.对于不同的可裂变参数Z~2/A,本工作给出了K_0~2随核激发能E的变化趋势.由碎片角分布各向异性提取的(?)_0/(?)_(eff)值与转动液滴模型的计算值做了比较.     

用于裂变碎片质量测量的MCP和Au-Si SBD飞行时间探测系统

为了能很好地鉴别碎片质量,建立一个好的飞行时间测量方法是十分必要的。阐述了建立用于裂变碎片质量测量的微通道板（MCP）和金硅面垒探测器（SBD）飞行时间探测系统。对于80 μg/cm2厚的碳膜,241Am的α粒子的探测效率约为39%,252Cf（sf）裂变碎片的探测效率约为98%。在动能为78 MeV条件下,对252Cf（sf）重裂变碎片（138~148 u）得到的时间分辨为（224:1±6:1）ps;在动能为102 MeV条件下,对252Cf（sf）轻裂变碎片（101~111 u）,得到的时间分辨为（154:5±5:8）ps。In order to separate the mass number of fragments in the fission reactions, it is essential to develop a good time-of-flight (TOF) method. The purpose of this article is to set up a TOF detector system including a microchannel plate (MCP) and a Au-Si surface-barrier detector (SBD). The TOF system shows a detection efficiency of 39% for α-particles released from 241Am and 98% for fragments in the spontaneous fission of 252Cf. The experimental results show that the time resolutions of (224:1±6:1) ps for the heavy fragments (Ek=78 MeV, AH=138~148 u) and (154:5±5:8) ps for the light fragments (Ek=102 MeV, AL=101~111 u) can be obtained.     

由重离子引起的融合裂变及准裂变过程中断点形变对碎片激发能计算的影响

本文考虑了形变的影响, 利用断点方程及等温条件, 给出了重离子引起的融合裂变及准裂变过程中碎片激发能的估算公式. 在碎片四极形变参数α₁=α₂=0时, 回到人们熟知的公式.     

μ原子瞬发裂变后μ~-末态几率的计算

本工作对两种核电荷分布(指数型及方型)、两种试探波函数(指数型及Gauss型)用交分法计算了μ原子的1_s态及2p态能级,并与严格计算做了比较。用“原子轨道线性组合”方法(LCAO)计算了双中心扩散核Coulomb场中μ~-的四条能级。用“定态微扰”方法(PSS)解与时间有关的Schrodinger方程,求得了四能级下μ~-的末态几率。结果表明μ原子瞬发裂变后μ~-主要位于重碎片的基态(1_s态),位于轻碎片基态的几率仅有3.8—5.1％,位于重、轻碎片2p态的几率各为0.7—0.9％和—0.1％。这些结果与文献[2]、[3]的计算值基本一致,与实验测量值相比,在测量误差范围内也是符合的。     

~(12)C离子与各种靶核相互作用的裂变激发函数

本工作采用金硅面垒型半导体探测器和固体径迹探测器测量了57.0—73.0MeV~(12)C ~(169)Tm,~(175)Lu,~(181)Ta,W,Re,Pt.~(197)Au,Pb和~(209)Bi裂变反应碎片角分布和裂变激发函数。由相当于全动量转移的裂变事件的碎片角分布统计理论直接确定了全熔合反应截面σ_(fu),从而获得了作为激发能函数的〈Г_f/Г_n〉实验值。与理论计算符合得到裂变位垒高度,标准偏差为2.5MeV。实验上确定的裂变位垒与非旋转液滴模型计算值相符合。用同样方法,我们还分析了已经发表了的~(12)C ~(174)Yb,~(12)C ~(198)Pt,~(16)O ~(142)Nd,~(16)O ~(170)Er,~(16)O ~(181)Ta和~(18)O ~(192)Os裂变反应激发函数,研究了裂变位垒随裂变核质量数A的变化,并且和液滴模型理论做了比较。     

裂变碎片动能和质量分布的三维朗之万研究

采用一个具有协变形式的朗之万方程组来描述不对称热核裂变.基于核表面｛c,h,α｝三参数模型,用数值方法模拟了核系统从鞍点到断点的扩散过程,从而完成了碎片动能和质量分布的计算.研究了核的两体摩擦或一体耗散机制以及有限颈部作为核断裂条件对裂变碎片输出量的影响.     

稍高于库仑位垒的~(238)U束引起跟随裂变反应中的壳效应

本实验测量了~(238)U(5.4MeV/u)轰击~(48)Ca、~(45)Sc靶和~(238)U(6.0MeV/u)轰击~(16)O、~(27)A1、~(48)Ca、~(45)sc、~(48)Ti、~(58)Fe、~(64)Ni及~(89)Y靶等10个反应系统的三体碎片符合出射道。得到了跟随裂变截面、总动能损失、碎片动能和质量分布以及碎片在第一质心与第二质心的角分布等。实验用了4片200ram×300mm的双维位敏雪崩计数器,给出了关联的空间位置信息与飞行时间。三体事件用运动学直接求解,其中识别裂变对碎片是基于该对之间相对速度为2.4cm/ns的事实。探测几何效率用蒙特卡罗模拟计算来确定。实验表明,跟随裂变源于准弹性散射,其截面σ_(S·F)较大,对于~(27)Al靶,σ_(S·F)为总截面的15％,而~(89)Y靶为70％。同时发现,对于幻核靶,σ_(S·F)与索末费尔得参数之间有简单的线性关系。     

μ原子瞬发裂变后μ－末态几率的计算

本工作对两种核电荷分布(指数型及方型)、两种试探波函数(指数型及Gauss型)用变分法计算了μ原子的1s态及2p态能级, 并与严格计算^[1]做了比较. 用"原子轨道线性组合"方法(LCAO)计算了双中心扩散核Coulomb场中μ^－的四条能级. 用"定态微扰"方法(PSS)解与时间有关的Schrödinger方程, 求得了四能级下μ^－的末态几率. 结果表明μ原子瞬发裂变后μ^－主要位于重碎片的基态(1s态), 位于轻碎片基态的几率仅有3.8—5.1%, 位于重、轻碎片2p态的几率各为0.7—0.9%和—0.1%. 这些结果与文献[2]、[3]的计算值基本一致, 与实验测量值相比, 在测量误差范围内也是符合的.     

裂变电荷分布的准热力学理论

假设裂变碎片在断裂时处于统计平衡态,就可以把裂变碎片的粒子数分布看成围绕平均值的涨落,并用准热力学方法来处理。结果表明,质量数分布、电荷分布、同位素分布和元素分布都是围绕一平均值的宽度为常数的Gauss分布,有关的参数只依赖于温度和最可几裂变模式附近的碎片的性质.对²³⁵U(n_th,f)的情形根据实验数据定出了五个基本参数,并由此算出了其余的参数。理论与实验的符合情况相当令人满意。     

C_2H_2@C_(60)在飞秒激光作用下的分子动力学模拟

本文用含时密度泛函模拟了体系在外场为强激光场时的非线性光学性.并计算了C_2H_2@C_(60)和孤立C_2H_2分子在飞秒激光中分子的动力学过程,发现体系在脉冲激光作用的时间段内迅速电离,然后随时间演化也会发生持续的电离,这时的电离率不太高.在整个分子动力学过程中,可以观察到C_(60)内的小分子原子发生化学键的断裂和重组的行为,C_(60)结构在此过程中慢慢发生膨胀,最后分子键发生断裂,形成很多单电荷或者多电荷离子.同时发现体系被电离和解离的程度与激光的偏振方向有很大的关系.当激光偏振方向平行于分子轴时,分子发生共振的几率很大,能够产生丰富的碎片离子;垂直于分子轴时,共振的几率几乎为0,仅有母体离子出现.本文还发现当飞秒激光的偏振方向与分子轴平行时,能从氢化分子中有效提取H原子.     

氟利昂F114B2分子在飞秒紫外辐射下的解离动力学

含氟利昂在内的卤代烷烃在太阳光辐射下解离生成破坏臭氧的游离态卤素原子,是破坏大气臭氧层的主要元凶.利用飞秒激光技术结合飞行时间质谱以及离子速度成像探测技术研究了氟利昂F114B2(四氟二溴乙烷)分子在267 nm飞秒激光辐射作用下的多光子电离解离动力学.利用飞行时间质谱技术,得到了四氟二溴乙烷在267 nm飞秒激光脉冲作用下发生多光子解离产生的质谱,发现三个主要碎片离子C_2F_4Br~+,C_2F_4~+,和CF_2Br~+,分别对应了三种主要的解离机理:1)单个C—Br键断裂C_2F4_Br_2~+→C_2F_4Br~++Br;2)两个C—Br键断裂C_2F_4Br_2~+→C_2F_4~++2Br;3)C—C键断裂C_2F_4Br_2~+→CF_2Br~++CF_2Br.实验采用离子速度成像技术对最主要的碎片离子C_2F_4Br~+进行成像,发现该碎片离子的动能分布可由三个高斯分布曲线拟合,说明单个C—Br键断裂机理对应于三种解离通道.通过影像进一步分析还得到了三个通道的平动能和角分布各向异性参数等详尽的动力学信息.通过密度泛函理论计算对解离动力学进行了进一步的分析和讨论.     

用于垒下重离子熔合裂变研究的两维位置灵敏探测器

描述了用于近垒和垒下重离子熔合裂变实验的主要探测器——两维位置灵敏雪崩室(BPAC)的结构、工作原理及性能.给出了利用BPAC探测到的84MeV(E_cm)¹⁶O+²³²Th反应中不同碎片角区的碎片折叠角分布,并从中区分了转移裂变和复合核裂变的碎片角分布.从而证明转移裂变不是导致碎片角分布各向异性异常的原因.同时,实验结果支持了预平衡裂变模型对碎片角分布异常现象的解释.     

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.     

实验验证激发能在3MeV/u的热核级联通过断点进行裂变

用相对库仑速度的最小化过程来分析热核三块大质量碎片出射的衰变过程,用它处理Ar(25MeV/u)+Au、Bi、Tb反应,对中心碰撞形成的激发能为3MeV/u热核出射的三重裂变碎片进行运动学分析,数据处理的结果显示了关联的三大质量碎片是来源于级联的二体分裂,同时质心系三裂变碎片平面的法线角分布与级联通过断点的裂变假设下的角分布相符.     

(14)~N+(27)~AI在93和77MeV的准弹和深度非弹反应

对轻系统~(14)N+(27)~A1反应(E_Lab=93和77MeV),使用大面积位置灵敏电离室测量了出射类弹碎片,得到质心系TKE-θ平面上d~3σ/dΩdEdZ等高图,不同TKEL下的角分布和Z分布,不同碎片的角分布;推出σ~2_Z和相互作用时间τ的关系,并对实验结果进行了分析讨论.     

中子诱发232Th裂变初始碎片质量及动能分布Monte-Carlo研究

随着第四代反应堆以及先进核能利用系统的发展,对中子核数据提出了高精度、多核素、宽能区的新要求.目前,中国核数据评价库(CENDL库)中相关核裂变的数据较缺失,不足以满足当前核能发展的需求.因此,建立面向中子核数据需求的可靠计算方法和工具变得极为重要.本文基于Monte-Carlo方法建立了裂变碎片质量动能计算模型,研究了中低能中子诱发²³²Th(n,f)反应发射中子前裂变碎片的分布特性.对于裂变碎片质量分布,本模型计算结果与实验值最大偏差约1%,与GEF, TALYS程序计算结果 (与实验值最大偏差约2%)相比具有一定优势.对于发射中子前裂变碎片动能分布,本模型计算结果与实验数据一致.结果表明,所发展的计算模型能够较好地预测²³²Th(n,f)反应发射中子前裂变碎片数据,为中子诱发锕系核裂变反应计算提供一种新思路.     

68MeV~(12)C ~(27)Al,68.6MeV~(12)C ~(nat)Ca深部非弹性碰撞的研究

入射能量为69.5MeV的碳束轰击~(27)Al和~(nat)Ca靶,用△E-E计数器望远镜鉴别反应产物,测得Li、BC、B、N、O诸元素能谱,在两体反应假设下,得到了质心系能谱、角分布、E-θ平面上双微分截面d~2σ/dEdθ的等高线图。假定在断裂时刻碎片相对运动动能可以忽略,绝热近似条件得到满足,并且碎片只有旋转对称的四极形变,从而得到决定断点处碎片运动的三个方程,求解这组方程,得到断点拉长度,并得到出射碎片的总动能。计算得到的出射碎片的形变参数是在0.28—0.44之间,其全阻尼能量与实验结果基本相符。由拟合实验角分布得到的平均寿命是(4—6)×10~(-22)秒。     

4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度

对4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度进行了理论和实验研究。采用蒙特卡罗方法模拟了不同能量中子和不同厚度裂变靶产生的裂变碎片在4He中的能量沉积,计算结果表明:中子在4He气中的能量沉积曲线和裂变碎片的能量沉积曲线能够互补,从而使探测器对中子的能量响应变得更平坦;探测器的中子灵敏度为10-15 Ccm2量级。并对探测器的中子灵敏度进行了实验标定,实验结果与理论计算结果较为一致。