248 Cm和252Cf自发裂变瞬发中子谱测量

在飞行时间方法测量 2 0 0keV— 1 2MeV能区内2 48Cm和2 5 2 Cf自发裂变瞬发中子谱 ,以国际原子能机构推荐的2 5 2 Cf自发裂变瞬发中子谱为标准 ,可以免去探测器效率刻度的问题并消除系统误差 ,提高测量精度 .实验用一个微型电离室作为裂变碎片探测器 ,两个芪晶体中子探测器测量中子及一套基于微机的距离分别为 3 2 ,50和 1 0 0cm ,经过对数据的处理和分析给出了 2 0 0keV— 1 2MeV的中子能区内的实验数据 .用Maxwell分布对实验数据进行拟合 ,得到的核温度为 (1 4 0 1± 0 0 0 6)MeV .     

~(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.     

基于裂变γ标识技术的瞬发裂变中子谱测量新方法

瞬发裂变中子谱（prompt fission neutron spectrum,PFNS）是用于核实验诊断过程中十分重要的参数数据,传统的测量主锕系核素（U,Pu）PFNS的技术手段是采用裂变室,利用裂变碎片标识裂变中子,通过中子飞行时间技术获得裂变中子谱.目前出现了一种新的用于PFNS测量的技术,其原理是基于如下的物理事实：在一次裂变过程中,释放中子的同时伴随着释放7–8个γ射线光子,而非弹性散射效应产生的γ射线光子只有1–2个.据此,可以通过裂变γ射线的多重性将裂变中子和其他杂散中子甄选出来,达到测量PFNS的目的.本文建立了基于裂变γ标识技术的PFNS测量实验系统.利用该系统对²⁵²Cf中子源的PFNS进行了实验测量,测量结果与传统的裂变碎片标识法及ENDF/B-VⅡ数据库的标准谱进行了比较,对新方法的裂变标识率以及实验不确定度也一并进行了分析.     

4He闪烁裂变中子探测器时间响应

研制了可用于脉冲辐射场中子探测的4He闪烁裂变中子探测器,并对其时间响应进行了理论和实验研究。采用经验公式和蒙特卡罗方法模拟计算了不同厚度裂变靶产生的裂变碎片和不同能量中子产生的反冲4He核在4He气中的飞行时间,并依据卷积原理推导出探测器的时间响应计算公式。计算结果表明,探测器的波形上升时间约为19.5 ns,半高宽约31.0 ns。用ING-103型稠密等离子体聚焦装置(DPF)脉冲中子发生器对探测器的时间响应进行了实验测量,实验结果与理论值基本一致。     

252Cf源驱动功率谱密度法测量系统

介绍了252Cf源驱动功率谱密度法测量原理,采用硬件和软件相结合的方式构建实现了一种实际的测量系统和研究平台,以服务于反应堆核参数测量。描述了基于3通道、1 GHz采样率和1 ns同步精度的超高速数据采集卡的中子脉冲序列检测方法,并设计了PC机端的数据处理流程和功率谱密度分析算法。实际测量结果表明,该252Cf源驱动功率谱密度法测量系统能准确高效地得到核随机过程的相关函数和功率谱密度等重要标签参数。     

248Cm和252Cf自发裂变瞬发中子谱测量

用飞行时间方法测量200keV－12MeV能区内     

4He闪烁裂变中子探测器时间响应

研制了可用于脉冲辐射场中子探测的4He闪烁裂变中子探测器,并对其时间响应进行了理论和实验研究。采用经验公式和蒙特卡罗方法模拟计算了不同厚度裂变靶产生的裂变碎片和不同能量中子产生的反冲4He核在4He气中的飞行时间,并依据卷积原理推导出探测器的时间响应计算公式。计算结果表明,探测器的波形上升时间约为19.5 ns,半高宽约31.0 ns。用ING-103型稠密等离子体聚焦装置(DPF)脉冲中子发生器对探测器的时间响应进行了实验测量,实验结果与理论值基本一致。     

一种252Cf裂变中子源的中子、γ射线飞行时间谱测量新方法

 针对²⁵²Cf快中子、γ射线的飞行时间谱测量要求,提出并建立一种基于高速数据采集卡的新型测量系统。采用1 GHz高速A/D转换单元和现场可编程门阵列高速处理单元,进行脉冲时间序列的在线检测,时间精度为1 ns。使用相关函数法,通过PC机的数据处理、互相关函数计算和数值统计等实现中子、γ射线飞行时间谱的测量。实验结果表明,该系统可以获得²⁵²Cf自发裂变中子源的中子、γ射线飞行时间谱,与经典的飞行时间谱测量方法相比较,其图谱表达及数值结果有着很高的吻合度。     

中子飞行时间测量技术

用MCNP程序和ENDF／B—VI库数据计算了Livermore的^6 Li探测器的中子探测效率，并与国外发表的^6Li玻璃的探测效率数据进行比较，结果基本一致，表明本实验室的计算方法是正确的。     

2.8MeV中子诱发238U裂变的瞬发中子谱高能段实验测量

在中国原子能科学研究院的高压倍加器上利用中子飞行时间方法测量了2.8 MeV中子引起238U裂变的瞬发中子能谱,通过增大样品量和设计合适的屏蔽体提高了效应/本底比,使得测量数据的不确定度满足预期目标（在5.5～14 MeV能区内,能量间隔为0.5 MeV条件下能谱的不确定度小于10%）。将实验几何、中子源能量分布及角分布、探测效率、束流的时间结构等实验条件输入到MCNP程序里,模拟了出射的中子谱,模拟结果与测量结果在不确定度范围内一致,验证了在入射中子能量较低时238>U的裂变瞬发中子谱评价数据的可靠性。The Prompt Fission Neutron Spectrum (PFNS) of 238U induced by 2.8 MeV neutron was measured using the Cockcroft-Walton accelerator in China Institute of Atomic Energy (CIAE). The signal/background ratio was improved by increasing the amount of sample mass and using an appropriate shielding system. The final uncertainty of neutron energy spectrum in 5.5～14 MeV region is less than 10% with a bin size of 0.5 MeV which has reached this project's anticipation. The experimental geometry, the angular distribution and energy distribution of neutron source, the detection efficiency and time structure of deuteron beam were inputted into the MCNP code to simulate the outgoing neutron spectrum. The simulated results agree with the experimental ones within the uncertainty. The result indicates that the evaluated PFNS for 238U at low neutron energy is reliable.     

利用252 Cf快裂变室测量BC501A液闪探测器的相对探测效率和响应函数

本文利用²⁵²Cf快裂变室和多参数数据采集系统,逐事例的同时记录了自发裂变中子和瞬发伽马的飞行时间(TOF),脉冲形状甄别(PSD)和反冲能量(RE,裂变中子是通过测量反冲质子;瞬发伽马是通过测量康普顿反冲电子)三维信息.详细介绍了通过离线数据分析完全扣除三维信息中的伽马事例贡献,以获得Φ50.8 mm×50.8 mm的BC501A液闪探测器的相对探测效率和响应函数的方法.在不通过探测器响应函数进行数据转换的条件下,利用中子的能量直接确定了中子的有效测量阈值.得到的中子 关键词： 252Cf快裂变室')" href="#">²⁵²Cf快裂变室 BC501A液闪探测器 相对探测效率 响应函数     

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.     

氘氚源中子穿过聚乙烯样品泄漏中子谱的测量与模拟

采用飞行时间技术测量了氘氚（D-T）源中子穿过不同厚度板状聚乙烯样品后40°方向的泄漏中子时间到达谱,样品的长和宽均为100 cm, 厚度分别为4.5, 9, 18和27 cm。 本底谱测量采用了无样本底测量和无样堵孔本底测量2种方案, 利用MCNP-4C程序模拟了相同实验条件下的泄漏中子时间到达谱, 模拟过程中考虑了源中子的能谱与角分布、脉冲中子束宽度、 探测器的效率以及样品的有效面积。通过比较发现, 采用无样测量谱作为本底时,计算值/实验值（C/E）值大于1, 并且随着样品厚度的增加而偏离1;而本底谱采用无样堵孔测量谱时, C/E小于1, 并且随着样品厚度的增加而接近1。通过对两套本底谱的分析, 并结合蒙特卡罗模拟, 计算求得了相应样品厚度下比较接近实际的本底谱,采用该模拟计算本底谱后,C/E值有了明显的改善。The neutron leakage spectrum were measured at 40° by time of flight method for polyethylene slabs with the thicknesses of 4.5, 9,18 and 27 cm,respectively. The experimental results were compared with the MCNP-4C simulations, which carefully considered many effects, such as the angle and energy distributions of the source neutrons,the width of the beam pulse,the detection efficiency and the effective measured area. The sample out and collimator filled spectra were measured as the background, and the results showed that C/E values were larger than 1 when using the sample out background spectra,but smaller than 1 when using the collimator filled background spectra. Combine these two different background spectra, a new method was used to calculate the background spectrum,and the results have a better agreement with the simulations.     

液体闪烁体探测器测量皮秒激光脉冲中子源能谱

在星光Ⅲ实验装置上开展皮秒激光脉冲中子源实验,使用液体闪烁体探测器测得较好的中子信号,利用飞行时间法获得中子的能量/时间分布,通过示波器电压时间积分与阻抗之比得到不同能量段的电荷值。建立液体闪烁体探测器Geant4计算模型,通过实际打靶情况与标定情况下液体闪烁体探测器出光口收集到的可见光光子数之比,结合标定的灵敏度数据,获得液体闪烁体探测器对不同能量中子的灵敏度。计算得到源发射的中子能谱,能量在1 MeV以上的液体闪烁体探测器方向测得的中子产额为1.04108 sr-1。