MEND——-—个计算250 MeV以下中重核数据的程序(英文)

基于球型光学模型、 预平衡发射和Hauser Feshbach统计等理论, 编制了MEND程序（Medium Energy Nuclear Data）, 该程序适用于中重原子核在入射粒子能量低于250 MeV的中低能区的全套核数据计算。对于中子和质子在250 MeV以下诱发的核反应, 其全截面、 反应截面、 弹性散射微分截面、 双微分截面和能谱等理论计算值与相应的实验值基本一致。MEND是计算中低能核反应的基础程序, 在我国已被广泛用于核数据计算及建立中能核数据库Based on the spherical optical model, pre equilibrium statistical theory, and Hauser Feshbach theory, etc., the code MEND (Medium Energy Nuclear Data) is written for calculating the complete set of nuclear data of medium heavy nuclei in medium low energy region (≤250 MeV). For the reactions induced by neutron and proton below 250 MeV, the total cross sections, reaction cross sections, elastic scattering differential cross sections, double differential cross sections and energy spectra, etc. calculated by the code MEND, generally agree with those corresponding experimental data. MEND is a foundational program for nuclear reaction in medium low energy region and is wildely used for nuclear data calculation and establishing ENDF/B6 format files of medium low energy region in China.     

MENDF—一个计算200 MeV以下裂变核数据的程序(英文)

基于球型光学模型、 预平衡发射和Hauser-Feshbach统计等理论, 编制了MENDF（Medium Energy Nuclear Data for Fission）程序, 该程序适用于裂变核在入射粒子能量低于200 MeV的中低能区的全套核数据计算。 对于中子和质子在200 MeV以下诱发的核反应, 其全截面、 反应截面、 弹性散射微分截面、 裂变截面和裂变中子谱、 5种发射粒子的单举截面和相应的能谱等理论计算值与相应的实验值基本符合。 MENDF在我国已被广泛用于核数据计算及建立中能核数据库。Based on the spherical optical model, pre equilibrium and Hauser Feshbach statistical theory, the code MENDF (Medium Energy Nuclear Data for Fission) is written to calculate a complete set of nuclear data for fission nuclei in the medium low energy region (≤200 MeV). For neutron and proton induced reactions below 200 MeV, the total cross sections, reaction cross sections, elastic scattering differential cross sections, fission cross section, energy spectra of fission neutron and five kinds of emitting particles, etc. are calculated by MENDF. The calculated data generally agree with their corresponding experimental data. MENDF is widely used for nuclear data calculation and to establish ENDF 6 formatted files for the medium low energy region in China.     

中能中子与58Ni反应的理论计算

在中子与⁵⁸Ni反应的总截面、去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据基础上, 获得了入射中子能量从0.825—150MeV的一组普适的中子与⁵⁸Ni反应的光学模型势参数. 利用光学模型、宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论、预平衡反应的激子模型和核内级联模型的中能核反应计算程序MEND, 计算了中子与⁵⁸Ni反应的所有截面、角分布和能谱, 并将理论计算结果与实验数据和评价数据进行了分析比较.     

p+~(58)Ni反应中集体态及转移机制的影响

在p+58Ni反应的理论计算中考虑了集体态和转移反应机制,利用大型程序MEND计算了Ein≤200MeV能区6种轻粒子(n,p,α,d,t及3He)出射的能谱和双微分截面。计算结果与实验数据基本一致;与以前的工作相比,解释了能谱和双微分截面中出现的尖峰,并减小了单粒子态密度修正因子ccg1(v)。     

n+11B反应的理论计算和分析

在统一的豪泽–费许巴赫理论和激子模型的基础上,利用光学模型来处理中子诱发轻核核反应的一种新理论已经产生.利用这一新理论,对当入射中子En≤20MeV时n+¹¹B反应的所有反应截面,出射中子和α粒子的双微分截面进行了计算.通过比较理论计算的各种截面,出射中子总的双微分截面与实验数据,可以认为这一理论模型处理轻核核反应是很成功的.     

利用GEANT4和TALYS研究中子与铁作用的次级中子双微分截面

铁的次级中子双微分截面对核装置的设计、运行与维护具有重要作用。相关实验数据缺乏,且评价数据不完善,需要使用可靠的核理论模型进行计算。本工作利用GEANT4程序结合不同的中子评价数据计算了8.17, 11.5, 14.1和18 MeV等入射能量下中子轰击薄铁靶不同出射角度的次级中子双微分截面;同时利用TALYS程序和GEANT4程序结合BIC、BERT和INCLXX模型计算了25.7, 65, 100和150 MeV等入射能量下中子轰击薄铁靶不同出射角度的次级中子双微分截面,并与实验数据进行对比。研究表明,在20 MeV以下能区,ENDF/B-VIII.0库的计算结果与实验数据符合较好,BROND-3.1、CENDL-3.1、JENDL-4.0u和JEFF-3.3库的计算结果与实验数据存在差异。在20~150 MeV能区,GEANT4程序的BERT模型和TALYS程序的计算结果与实验数据符合较好,INCLXX模型和BIC模型的计算结果与实验数据存在分歧。整体来看,需要对铁的中子评价数据和核反应理论模型做进一步研究。     

改进的Glauber理论和核–核反应总截面

利用Glauber理论系统计算了中、低能条件下核–核反应总截面.讨论了量子效应、库仑效应以及核子–核子碰撞同位旋效应对Glauber理论的修正.发现在应用Glauber理论计算中、低能核–核反应截面时,量子修正是重要的.利用修正了的Glauber理论,系统计算了从低能到高能大量稳定线附近的核–核反应总截面,在没有可调参数的情况下,都与实验结果较好地符合.     

粒子(E≥45 MeV)核内级联Monte Carlo模拟程序研究

本文基于核内级联物理过程,采用Monte Carlo方法发展了一款质子、中子以及π介子的粒子输运程序.基本物理模型基于适当简化和核内级联Bertini模型,同时借鉴了INCL模型质心系下的角微分分布以克服Bertini模型之不足,即采用Monte Carlo方法模拟核子与核子、核子与π介子间的弹性散射、非弹性散射等过程,粒子相互作用时,核子密度随半径变化且作用截面参考Bertini模型22类实验截面数据,出射粒子散射角在质心系下的抽样遵从INCL模型所确定的微分分布.可模拟45—3500 MeV的中子、质子或2500 MeV以下π介子引起的核内级联过程.入射粒子能量在60—378 MeV范围内反应截面理论计算值与已有实验数据、以及在65—3000 MeV较宽能区范围内反应截面、出射粒子增殖比、微分截面和剩余核等计算结果与MCNPX,GEANT 4和PHITS模拟结果符合较好.     

50,52,53,54Cr光核反应数据评价

通过分析光子诱发52,50Cr核反应的各类实验数据,澄清52Cr光子吸收截面评价数据与中子、质子出射截面测量值间的分歧,给出了52Cr中子出射截面实验数据的修正;选取EGLO模型光子强度函数,结合准氘模型,给出光子吸收截面。在此基础上,采用最新研制的光子与中重核反应计算程序MEND-G,通过优化理论模型参数,包括剩余核的能级密度和对能修正参数,给出光子能量在200 MeV范围内的n、p、${{\rm{\alpha }}}$等粒子出射核反应的截面,52,50Cr的计算结果在30 MeV以下能区很好地符合了现有实验数据,并按国际标准ENDF/B-6库格式给出了50,52,53,54Cr的全套数据文档,便于核工程用户使用。     

22MeV质子在28Si上弹性及非弹性散射微观分析

通过22MeV质子与²⁸Si的散射实验,测量了质子弹性散射和在21+(1.78MeV)及41+(4.62MeV)激发态上的非弹性散射微分截面.采用动量空间DWBA理论,利用由电子散射实验得到的核结构信息,和低能区的密度依赖、能量依赖的复数有效相互作用对数据进行了分析.在没有任何可调参数和归一因子的情况下,理论计算与实验数据的符合情况是令人满意的.     

56,54Fe(n, α)53,51Cr, 56,54Fe(n,p)56,54Mn反应截面计算及普适性模型参数优化研究

基于中子与Fe发生反应产生“氢泡”,及“氦泡”对新型核能利用系统壁材料的影响,开展了中子诱发56,54Fe(n, α)53,51Cr, 56,54Fe(n, p)56,54Mn反应截面计算研究工作。本工作根据现有的56,54Fe(n, α)53,51Cr, 56,54Fe(n, p)56,54Mn反应实验数据、评价数据,对TALYS程序调用的物理模型(包括能级密度、对修正、核温度、光学势参数等)进行参数调校,得到了一组普适性强的模型参数。基于调校的参数,本工作采用核反应程序TALYS理论计算56,54Fe(n, α)53,51Cr, 56,54Fe(n, p)56,54Mn反应的截面、能量微分截面以及双微分截面,全部数据都能与实验数据、评价数据符合较好,且适用于较宽的中子能量区间0~175 MeV。本工作提出了56,54Fe(n, α)53,51Cr, 56,54Fe(n, p)56,54Mn反应的普适性模型参数,促进了核反应理论的发展,为核数据的评价奠定了基础。     

中子与52Cr反应截面的理论分析

根据中子与天然核Cr及其同位素反应的总截面,去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据,获得了入射中子能量从1MeV—250MeV的一组普适中子与Cr及其同位素反应的光学模型势参数.应用光学模型,扭曲波玻恩近似理论,宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论,和预平衡反应的激子模型,计算和分析了中子与⁵²Cr反应的所有截面、角分布、能谱和双微分截面.理论计算与实验数据进行了分析比较.     

中子诱发16O双微分截面的理论分析

应用已经发展的轻核反应新模型理论,计算和分析了中子诱发^16O反应截面,比较和分析了出射中子双微分截面的理论计算结果和实验数据,从理论计算结果与实验的符合情况看,这一理论和方法对于计算轻核的双微分截面是成功的。     

中子与9Be和6,7Li反应的次级中子发射谱实验研究

测量了8.17MeV与10.27MeV中子与⁹Be和^6,7Li作用的次级中子双微分截面. 对于10.27MeV, 为了消除从D(d,np)破裂反应来的源破裂中子对双微分截面测量结果的影响, 采用了常规多探测器快中子飞行时间谱仪和非常规多探测器快中子飞行时间谱仪相结合的办法. 用Monte-Carlo方法对实验测量得到的飞行时间谱进行了详细的模拟, 通过测量谱与模拟谱的比较, 得到了实验测量的次级中子双微分截面. 实验测量结果以n-p(常规谱仪)和n-C(非常规谱仪)弹性散射微分截面作为归一. 测量结果与评价数据以及其他测量数据进行了比较. 用一个基于Hauser-Feshbach和激子模型的轻核核反应理论模型对^6,7Li的次级中子双微分截面进行了计算, 理论计算结果与实验结果符合得较好.     

中子诱发16O双微分截面的理论分析

应用已经发展的轻核反应新模型理论,计算和分析了中子诱发¹⁶O反应截面,比较和分析了出射中子双微分截面的理论计算结果和实验数据.从理论计算结果与实验的符合情况看,这一理论和方法对于计算轻核的双微分截面是成功的.     

88Y(n,2n)反应截面研究

本工作用相同复合系统的核反应替代法获得了入射中子能量在10.3MeV到17.4MeV区间不稳定靶核⁸⁸Y(n,2n)核反应截面,并把该结果同我们的理论计算结果及Prestwood等人的实验和理论计算结果进行了比较,比较结果表明这种替代测量法值得研究.     

质子滴线核~(12)N在~(28)Si靶上的核反应总截面测量

描述了50.4 MeV/u的12N和42.3MeV/u的13N次级放射性束在28Si靶上引起的核反应总截面σr实验研究,结果发现12N的反应总截面σr比其相邻同位素核13N有着异常的增大. 这可能是核形变及核子对效应造成的,试验中的测量误差也不可忽视. 利用微观Glauber模型计算了12N在28Si靶上的核反应总截面,并与实验结果做了比较,发现理论计算与实验结果拟合较好.     

利用GEANT4研究轻带电粒子诱发反应出射中子双微分产额

轻带电粒子诱发反应产生次级中子的研究对于加速器屏蔽设计和优化具有重要意义。利用Geant4程序结合INCL、BIC、BERT物理模型分别计算了33 MeV的d核、65 MeV的3He核和4He核轰击厚的碳、铜和铅靶在轻带电粒子诱发反应产生次级中子的研究对于加速器屏蔽设计和优化具有重要意义。利用Geant4程序结合INCL、BIC、BERT物理模型分别计算了33 MeV的d核、65 MeV的3He核和4He核轰击厚的碳、铜和铅靶在$0^{\circ}$,$15^{\circ}$,$45^{\circ}$,$75^{\circ}$和$135^{\circ}$等方向出射中子的双微分产额,并与实验数据进行了比较。研究表明,对于33 MeV的d核诱发的核反应,INCL模型的计算结果基本上再现了碳靶和铜靶的实验数据,但高估了铅靶直接过程产生的中子。BIC模型和BERT模型的计算结果没有重现弹核削裂过程对应的宽峰。对于65 MeV的3He核诱发的核反应,三个模型的计算结果均未能重现前向角弹核削裂过程产生的中子,但在$15^{\circ}$,$45^{\circ}$,$75^{\circ}$和$135^{\circ}$上三个模型的计算结果与实验数据符合较好。对于65 MeV的4He核诱发的核反应,INCL模型的计算结果与碳靶和铜靶的实验数据符合较好,但低估了铅靶的中子产额。BIC模型和BERT模型的计算结果低估了碳靶的实验数据,且在大角度上略微高估了铅靶的实验数据。     

质子-核弹性散射的相对论微观光学势分析

本文用基于Walecka模型得到的相对论微观光学势^[1]系统地分析了300MeV以下质子-核的弹性散射实验数据,包括微分截面,分辨本领和自旋转动函数.理论计算结果与实验数据很好地符合,在θ<70°范围内较好地符合实验微分截面,并且能给出自旋有关量的细致结构.结果表明这种简单的模型给出的相对论微观光学势适用于各种靶、E<300MeV的很大能量范围内的核子弹性散射.它可以推广用于核输运理论以及重离子反应中同时考虑核介质与相对论效应.     

利用方势阱和汤川势研究低能下中子-质子弹性散射

通过对低能中子-质子在方势阱及汤川势散射下的总截面和微分截面的理论计算,结果表明总截面在实验误差范围内,而微分截面和实验值仍存在较大偏差,分析表明无论方势阱还是汤川势都只能近似描述核力。