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 .     

n-r分辨应用于^252Cf自发裂变中子飞行时间谱测量

飞行时间法是精确测量快中子能谱的有效方法。但是在实际应用中，各种中子灵敏探测器同时也对r射线灵敏，中子源的伴随r射线会直接影响中子能谱的求解精度。液体闪烁体BC501具有良好的时间响应特性和n-r分辨本领，广泛适用于r射线场中的快中子参数测量。文中选用液体闪烁体BC501作为快中子探测器，根据中子和丫射线在液体闪烁体中产生的闪烁光退光时间长短的明显差异，应用脉冲上升时间法进行n-r分辨，通过对符合甄别^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的丫射线的效果进行研究，从应用的角度描述了脉冲上升时间法的n-r分辨效果。     

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.     

密封Cf源的成分测定和中子发射率修正

当密封Cf源寿命超过20年后,其他同位素和子体核素尤其Cf-250和Cm-248的贡献不断增大,使得Cf源中子发射率不能简单按照Cf-252半衰期进行估算。基于Cf源中同位素及其子体核素的衰变和自发裂变规律,提出了一种测定密封Cf源中Cf-252和Cf-250成分的方法,达到快速估算寿命超过20年的Cf源中子发射率的目的。采用长计数器相对测量得到一个使用近30年Cf源在某一时刻的中子发射率,确定了该源初始时刻Cf-252和Cf-250原子核数分别为4.4521016和7.7461015,据此给出了Cf源的中子发射率随时间的变化关系。同时在另外两个时刻的推算结果与长计数器测量结果符合得非常好,相对偏差小于0.3%,进一步验证了该方法的可靠性。此外还对Cf-252,Cf-250和Cm-248对中子发射率的贡献与中子源寿命的关系进行了分析,结果表明当Cf源寿命达到30年时,Cf-252对总中子发射率的贡献已经降至67.65%,而Cf-250和Cm-248的贡献已经达到29.32%和2.94%。     

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     

基于~(252)Cf源驱动噪声分析法的高浓缩铀部件外加反射层效应

针对高浓缩铀部件外加的反射层材质及厚度之效应可以巧妙避开核查这一问题,依据~(252)Cf中子源驱动噪声分析法原理,采用蒙特卡罗方法模拟研究了高浓缩球形金属铀部件的不同材料、厚度的反射层的效应,获得了相应的时间关联符合计数分布和中子产额。研究结果表明,对同一材料的反射层,反射层厚度愈大,中子产额愈大,即反射效果愈好。对于同一厚度的反射层,反射层材料的密度愈大,中子产额愈大,反射敷果愈好。     

252Cf冷裂变瞬发γ射线

用四参量关联实验技术研究了²⁵²Cf冷裂变瞬发γ射线发射性质. 孪生屏栅电离室收集极和栅极信号分别用于确定碎片的动能和发射角. 圆柱形电离室轴线上的NaI(T1)晶体用于符合记录裂变瞬发γ射线.结果表明,不仅冷裂变瞬发γ射线角分布系数约为正常二分裂变值的两倍,而且冷裂变轻碎片发射的γ射线数目几乎是重碎片发射数目的三倍.对后一实验事实目前尚未有满意的理论解释.     

基于压缩感知理论的~(252)Cf源中子脉冲信号分析

针对252Cf源驱动核材料产生裂变中子脉冲信号具有脉冲序列特殊的"0,1"稀疏结构之特点,采用压缩感知理论,通过巧妙引入图论中的二分图模型,同时结合二分图的最小覆盖性质,适当添加约束条件,构建了稀疏均匀的观测矩阵。研究结果表明,利用压缩感知理论对"0,1"中子脉冲序列特殊稀疏结构的信号重构算法不仅可行,而且还获得了优于l1范数最小化方法重构结果,这对252Cf驱动核材料的中子脉冲信号分析与处理提供了一种新的途径或方法。     

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。     

252Cf三分裂变的中子和γ发射反常现象

用一个4参数实验研究了²⁵²Cf自发三分裂变的中子和γ发射与轻带电粒子(α、t、d、p)能量间的关联. 结果表明,对低能轻带电粒子伴随裂变观察到了正关联,对高能轻带电粒子观察到的是负关联. 在模型计算基础上定性地讨论了这个称为反常发射的正关联现象.     

The 6He emission accompanying the spontaneous fission of 252Cf

The results of a multiparameter investigation of the ⁶He emission accompanying the spontaneous fission of ²⁵²Cf are presented. The energy spectrum and the yield of the ⁶He particles are found to be in accord with previous measurements, but their angular distribution is observed to be narrower at 13° ± 3° (FWHM) than the value of ? 32° deduced in a previous investigation.Comparisons of the experimental with published calculated energy spectra and angular distributions for ³H, ⁴He and ⁶He particles are shown to provide evidence for a compact scission configuration in ternary fission.     

基于252Cf源驱动噪声分析法的高浓缩铀部件外加反射层效应

针对高浓缩铀部件外加的反射层材质及厚度之效应可以巧妙避开核查这一问题,依据252Cf中子源驱动噪声分析法原理,采用蒙特卡罗方法模拟研究了高浓缩球形金属铀部件的不同材料、厚度的反射层的效应,获得了相应的时间关联符合计数分布和中子产额。研究结果表明,对同一材料的反射层,反射层厚度愈大,中子产额愈大,即反射效果愈好。对于同一厚度的反射层,反射层材料的密度愈大,中子产额愈大,反射效果愈好。     

Prompt gamma ray multiplicity distributions in spontaneous fission of252Cf

The shape parameters of the multiplicity distribution of prompt gamma rays emitted in spontaneous fission of²⁵²Cf were obtained using the multiple coincidence technique. The multiplicity distribution is well represented by a Gaussian distribution. Assuming the average number of prompt gamma rays emitted per fission to be 10.3, the standard deviation of the multiplicity distribution was estimated to be 4.2±0.4. The variation of the standard deviation of the multiplicity distribution has also been obtained as a function of kinetic energy of one of the fragments and was found to exhibit a strong zigzag dependence on the single fragment kinetic energy. The results have been discussed on the basis of the emission mechanism of prompt gamma rays in fission.     

Fission-fragment energy correlation measurements for the spontaneous fission of 244Cm

Fission-fragment mass and kinetic energy distributions and their correlations have been measured for the spontaneous fission of ²⁴⁴Cm. About 3.54 × 10⁵ fission events were collected. The global mass distribution shows shoulders at μ_H ≈ 134 and μ_H ≈ 143?144. The peak/valley ratio is 86. The dip ΔE_K value at symmetry is 13.4 ± 1.5 MeV. In the yields for high-kinetic-energy selected events, the masses 139 and 144 dominate. The results of ²⁴⁴Cm are compared with the other isotopes of Cm and discussed in terms of the structures present in the potential energy surface of the fissioning system caused by the structures in the nascent fragments.     

Calculation of prompt fission neutron spectra for 235U(n,f)

The prompt fission neutron spectra for the neutron-induced fission of ²³⁵U at E_n < 5 MeV are calculated using nuclear evaporation theory with a semi-empirical model, in which the nonconstant and constant temperatures related to the Fermi gas model are taken into account. The calculated prompt fission neutron spectra reproduce the experimental data well. For the n(thermal)+²³⁵U reaction, the average nuclear temperature of the fission fragment, and the probability distribution of the nuclear temperature, are discussed and compared with the Los Alamos model. The energy carried away by γ rays emitted from each fragment is also obtained and the results are in good agreement with the existing experimental data.     

Multiplicity distribution of prompt gamma rays in spontaneous ternary fission of252Cf

The first and the second moments of the multiplicity distribution of prompt gamma rays in spontaneous ternary fission of²⁵²Cf have been measured by the multiple coincidence technique. While both these moments were found to be nearly independent of the energy of the light charged particle accompanying the fission fragments, the width of the multiplicity distribution was larger than that in the case of normal binary fission by about 20%.     

Angular distributions of light charged particles from 252Cf fission in the ranges 0–46° and 134–180°

Alpha particles, tritons, deuterons and protons accompanying ²⁵²Cf fission were registered in coincidence with both fission fragments by means of a system containing two-dimensional position-sensitive silicon detectors. Angular distributions, kinetic energy spectra of light charged particles as well as mass distributions of fission fragments in coincidence with light charged particles were measured. The experimental results are compared with some theoretical models.     

基于252Cf裂变中子源的核信息系统频谱分析

 针对²⁵²Cf裂变中子源所构造的核信息系统,在阐述随机核信号功率谱密度的算法原理基础上,借助于Matlab分析工具,采用分块平均法,对系统3个测量通道的随机核信号,先做相关计算,再对总的相关函数进行傅里叶变换,求得总功率谱,最后做平均得到所需的功率谱密度,得到了核信息系统的频谱图,并获得了相关函数多重性、相干性和功率谱密度比等重要参数。     

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.