准单能中子单粒子效应研究现状

对国际上用于单粒子效应(SEE)研究的准单能中子源进行了相关调研,对产生准单能中子源的7Li(p, n)7Be核反应、装置布局以及表征中子场性质的中子注量率、中子能谱、中子束流轮廓及其均匀性、热中子本底等参数的理论计算及实验测量进行了系统的介绍。进行准单能中子SEE实验要求中子源有较高的中子注量率水平、较大的束流轮廓、较好的束流均匀性以及较低的热中子本底,并且能测量出精确的中子能谱。对准单能中子SEE实验过程以及三种中子SEE截面的尾部修正方法进行了介绍。     

钒球介质内中子能谱和伴生γ能谱测量

因钒具有在D—T中子照射下低活性的特点。同时其（n，2n）中子增殖大于（n，X）反应引起的吸收。所以钒是聚变堆第一壁及结构材料使用的主要竞争者。开展过钒的14MeV中子泄漏能谱测量，而有关钒介质内中子能谱及伴生γ能谱的实验数据国内未见报道，因此有必要开展这方面的工作。     

D-T中子与平板型聚乙烯材料作用的次级中子角度谱实验研究

基于反冲质子法建立了一种测量D-T中子与平板型宏观样品作用的次级中子角度谱的实验方法.为保证探测器的能量线性并在较低的中子有效测量下阈(0.5 MeV)情况下获得好的中子-伽马射线甄别性能,采用高、低能段分别测量的方法.采用事件记录法,同时记录了次级中子和伴随伽马射线的脉冲形状甄别和脉冲幅度二维信息,利用基于ROOT数据分析平台编写的离线数据分析程序,完成了伴随伽马射线的挑选和扣除,以及高、低两能段反冲质子谱的拼接,并成功的将神经网络技术应用于中子能谱的解谱,获得了D-T中子与9和18 cm厚平板型聚乙烯材料作用的0.5-15 MeV的次级中子角度谱实验结果.实验模型的MC模拟由MCNP5完成,数据库采用ENDF-VI,实验结果和MC计算结果在实验不确定度范围内一致. 关键词： D-T中子 积分中子学 反冲质子法 次级中子能谱     

聚变中子能谱测量系统脉冲中子灵敏度的实验研究

为多种复杂环境下的稳态和脉冲DT聚变中子能谱测量建立了一种灵敏度优化反冲质子磁谱仪. 使用成像板和同位素α源测量了谱仪的反冲质子能量-位置投影关系. 利用稳态加速器中子源平台、通过单粒子计数方法结合三维带电粒子输运程序模拟,研究了谱仪脉冲中子灵敏度能量响应. 通过高探测效率参数设置使谱仪对DT中子的探测效率达到2×10^-5 cm²水平,从而在较弱中子源上获得了较高统计精度实验数据. 程序模拟结果与谱仪α粒子刻度和DT中子标定实验结果取得了良好的一致性,可由此发展精细解谱技术,以提高脉冲中子能谱测量的灵敏度和能量分辨. 关键词： 聚变中子能谱 磁反冲质子 脉冲中子灵敏度 粒子输运     

D-T中子^181Ta（n，2n）^180Ta^m反应截面的测量

Ta是裂变和聚变反应堆的重要结构材料。它具有高熔点和高中子倍增率等优点。^181Ta（n，2n）^180Ta^m付反应在监测En=9～20MeV中子能谱方面具有非常大的优越性，因为它有很大的反应截面，适合测量的半衰期和平滑的激发曲线，因此对^181Ta（n，2n）^180Ta^m反应截面的准确测量有重要的应用价值。     

基于核数据的中子诱发原子离位损伤截面评估方法

中子辐照损伤是核能系统面临的重要挑战之一。中子辐照损伤是由中子核反应诱发的，通常通过离位损伤(用平均每原子离位数DPA计)量化。离位损伤的过程为中子核反应产生的反冲核，在辐照损伤中称为初级碰撞原子(Primary Knock-on Atom,PKA)，引发材料中原子级联碰撞产生，因此其评估需要基于中子核反应理论或相关核数据。由于现有评价核数据库中未包含全部反冲能谱分布，中子辐照导致的离位损伤截面需要基于已有微分截面与守恒方程计算。本工作回顾了中子辐照诱发离位损伤的两种计算思路、系统地归纳了不同核反应类型(包括离散与连续的两体反应、中子俘获反应以及多体反应)导致的离位损伤截面计算理论方法、并指出了现有方法的不足。最后，以事故容错包壳材料FeCrAl为例，基于ENDF/B-Ⅷ.0数据库计算了多组不同Cr与Al含量的离位损伤截面。初步研究结果表明FeCrAl的中子辐照离位损伤评估对其中Cr与Al含量的敏感性较低且高出Fe单质的DPA截面约3%～4%，因此DPA评估中可暂不考虑不同Cr与Al含量的影响。但Cr与Al的含量可能会影响离位阈能与损伤能量。     

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。     

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.     

氘核与聚变中子耦合输运方法及应用

对加速器驱动中子发生器的数值模拟包括离子输运、聚变反应、中子输运等。由于核反应截面远低于带电粒子输运的库仑截面,且核反应平均自由程远大于靶厚度,直接蒙卡抽样难以抽到聚变反应。在MCNPX程序基础上,采用“强迫”聚变方法,即每个入射氘核必发生一次聚变反应,聚变反应处氘核的真实状态(位置、能量和方向)以抽样产生,并以此状态来确定聚变中子的出射状态,实现了氘核与聚变中子的耦合输运模拟计算。研究结果表明,该方法能够给出氘核输运对聚变中子能谱和角分布的影响,中子产额计算结果符合预期。     

气体放电装置中的中子能谱测量

通过气体放电法研究常温核聚变现象时，用ＮＥ－２１３有机液体闪烁中子谱仪测量了气体放电装置中的中子能谱。验证了气体放电装置中中子的存在。在不同高压下，中子能谱中的峰能量均为２．３８ＭｅＶ。没有能量大于３ＭｅＶ的中子。并与加速器Ｄ—Ｄ中子源的中子能谱进行了比较。中子能谱的测量误差为±６％。     

241Am-Be中子参考辐射的蒙特卡罗模拟研究

研究用于校准场所中子剂量监测仪表的241Am-Be中子参考辐射场计量特性。采用蒙特卡罗方法模拟了空气自由中子参考辐射(FRNR),GB/T 14055规定的最小尺寸中子参考辐射(SRNR)和实际中子参考辐射(ARNR)中不同检验点处中子周围剂量当量率、散射中子占比和能谱分布特征。研究结果表明,空气对FRNR中的剂量率和能谱分布影响小,近似为理想中子参考辐射;采用5%含硼聚乙烯作屏蔽的最小尺寸SRNR可减少热中子,降低散射中子占比,影锥法不适用于小尺寸中子参考辐射中对散射中子的修正;ARNR中的散射中子更少、占比更低,影锥法所得散射中子占比与理论值基本一致。     

活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱

用多箔活化法测定了由Am Be中子源慢化屏蔽系统构成的中子活化在线分析系统样品处的中子能谱。 根据待测场点的中子注量率水平, 选用了5种非裂变核材料箔, 其中4种是中能区和热区的, 1种是快区的, 给出了各箔片的特性参数。 通过在待测场点对箔片进行辐照, 并测量其生成放射性核的γ放射性, 计算出了各箔片的活化率。 运用SAND II和MSIT迭代方法, 解出了待测场点的中子能谱。 详细分析了数据处理过程中群截面的加工处理以及由于自屏蔽效应引起的群截面修正问题; 研究了影响解谱精度的主要因素; 对解谱结果作了一定的分析讨论; 并用蒙特卡罗(MC)方法对最后的中子能谱做了不确定度分析。     

国内典型地区地面大气中子能谱测量与仿真

基于多球能谱仪开展了广州、兰州和拉萨等地区的大气中子能谱和通量测量,获取了大气中子能谱的典型特征。测量结果表明：不同地区的大气中子通量受海拔高度的影响明显,地面大气中子通量随着海拔的增加而增加。此外,基于蒙特卡罗仿真工具也可以模拟初级宇宙射线粒子在地球大气层中的核反应过程,从而计算获取大气中子能谱。大气中子能谱测量数据与仿真数据吻合良好。     

快中子堆n，γ混合场中γ光子注量的测量研究

用热释光探测器对快堆堆外n,γ混合场进行了区分测量，结果表明：该方法可有效的检测出n,γ混合场的γ成分；为了更较精确地测量快堆n，γ混合场γ光子注量，提出了采用新配方的热释光探测器LiFTLD(6LiF,７LiF各占50%)与6LiFTLD成对使用的方法.考虑到LiFTLD对中子吸收剂量的响应存在LET效应，对LiF(Mg,Cu,P)TLD进行了中子响应的LET效应因子RLET的实验测定(RLET≈005)，在此基础上，对６LiF 7LiFTLD的成对使用测量快中子堆的n,γ混合场中光子注量的方法进行了实验研究.实验结果表明，混合场中的中子在7LiF(Mg,Cu,P)中产生的热释光量(TL)占n,γ产生的总TL的81%—171%.实验结果表明该方法是行之有效的.为钝化中子谱的不确定性所致的影响，进一步提高γ光子注量测量结果的精度，提出了采用新配方的LiFTLD(6LiF,7LiF各占50%)与6LiFTLD成对使用测量快堆n,γ混合场γ光子注量的方法.     

探测系统能量分辨在中子能谱数值模拟中的应用

针对中子能谱实验的数值模拟研究中涉及到的探测系统能量分辨问题,基于系统探测伽玛和中子的对应关系以及对伽玛射线的能量分辨率,介绍了一种简便实用的数值模拟方案,利用探测系统对中子、伽玛的光响应对应关系以及其对伽玛的能量分辨率,得到系统对中子的能量分辨率,再进一步把它应用到中子能谱的数值模拟中,并对数值计算结果与相关实验数据进行比较分析。结果表明,该方法可以很好地应用于中子能谱的数值模拟研究。     

~（28）Si（n，α）~（25）Mg反应中~（25）Mg低激发态能量的测定

在核反应研究中可以根据出射粒子的能谱分析剩余核是处在基态还是激发态，这是核激发态能量测量的基本方法。本实验就是通过１４．１ＭｅＶ中子引起的￣（２８）Ｓｉ（ｎ，ａ）￣（２５）Ｍｇ反应出射ａ粒子能谱的测量，以确定￣（２５）Ｍｇ的几个低激发态能量。     

氘结合能的测量

介绍了以Ｄ－Ｄ密封中子发生器中为子源，利用质子俘获慢中子发射γ射线的核反应＾１Ｈ（ｎ，γ（）＾２Ｈ，用通用ＮａＩ（Ｔｉ）闪烁γ谱仪测量γ射线能量来确定氘结合能。实验结果与公认值相符合．     

SiC基中子探测器对热中子的响应

以SiC二极管和中子转换材料6LiF为基础,研制了SiC基中子探测器,并用241Am源与临界装置分别研究了SiC基中子探测器的粒子响应、热中子响应。结果表明:SiC基中子探测器能够满足241Am源粒子的计数测量,但由于SiC二极管灵敏区薄,故不能用于5.48 MeV的粒子能谱测量;SiC基中子探测器对热中子响应良好,不同功率下,脉冲幅度谱中可清晰看到由6Li(n,)3H的反应产物粒子、3H粒子形成的双峰;脉冲幅度甄别法可将射线及电子学噪声甄别掉;在直接测量与符合测量中,SiC基中子探测器的计数率均与临界装置功率成线性关系,且直接测量的线性度比符合测量的线性度好,最好可达0.999 97。研究表明:降低肖特基接触金属的厚度、增加其外延层厚度、提高其外延层品质,可将SiC二极管用于带电粒子能谱测量。     

超强激光与等离子体相互作用产生中子的计算

对超强激光与等离子体相互作用过程中发生的氘-氘反应的中子能谱进行了计算.并将计算结 果与实验结果相比较.采用麦克斯韦能量分布和高斯形式的角分布对实验结果进行拟合，从 而确定了入射氘离子的温度和角分布，为研究离子的加速机制提供了依据. 关键词： 中子能谱 激光与等离子体相互作用     

用于中子能谱测量的反冲质子磁谱仪

根据神光-Ⅲ原型内爆实验条件下初级中子能谱诊断的要求,提出了反冲质子磁谱仪原型的设计方案,并通过蒙特卡罗程序Geant4对设计方案进行了仿真模拟。该质谱仪的测量能区在6~30 MeV,测量产额范围大于1012,能够测量内爆实验的全中子能谱。模拟结果表明:设计的谱仪对于14 MeV的中子探测效率大于10-11,能量分辨达到1%,信噪比大于10,满足神光-Ⅲ原型装置内爆实验离子温度诊断的要求。