中子俘獲截面的實驗測量和蒙特卡羅修正.pdf

1、中子俘獲反應(yīng)是中子核反應(yīng)的重要組成部分，是核結(jié)構(gòu)和元素形成理論所關(guān)心的問題?？熘凶臃@截面是核反應(yīng)理論、核科學(xué)工程設(shè)計及天體中元素合成研究所需要的重要參數(shù)。 銪、鉬和鉆是反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料和包層材料的重要組成元素<'[1]>，在反應(yīng)堆中子的照射下，可發(fā)生<'[151]>EU(n，γ)<'152m,g>Eu，<'153>Eu(n，γ)<'154>Eu，<'98>Mo(n，γ)<'99>Mo，<'59>Co(n，γ)<'60>Co反應(yīng)，

2、這些反應(yīng)均可生成長半衰期的放射性核素，其中前4個反應(yīng)道的截面值均屬國際原子能機構(gòu)1988年提出的十六個急需測量的活化截面。因此，準確測量它們的中子俘獲截面對合理處理使用過的堆材料以避免其造成放射性污染具有重要意義。 另外，砷近年來已成為半導(dǎo)體工業(yè)中一種重要材料，它與金屬鎵合成的半導(dǎo)體材料由于抵抗外層空間輻射的能力比較強，常被用于衛(wèi)星等航空器上<'[2]>。由于宇宙射線中也含有相當數(shù)量的中子，可與<'75>As發(fā)生<'75>As(

3、n，γ)<'76>As反應(yīng)，所以，準確測量其中子俘獲截面對于理論設(shè)計和實驗研究來說也是非常必要的。 上述反應(yīng)道的已有實驗數(shù)據(jù)很少，而且有些存在較大分歧。因此，為獲得準確的截面數(shù)據(jù)，我們以<'197>Au為標準截面，在29-1100keV能區(qū)，用活化法測量了<'75>As(n，γ)<'76>As，<'99>Mo(n，γ)<'99>Mo，<'59>Co(n，γ)<'60>Co，<'151>EU(n，γ)<'152m,g>Eu，<'1

4、53>Eu(n．γ)<'154>Eu反應(yīng)的截面值。 實驗在靜電加速器上進行，利用<'7>Li(p，n)<'7>Be反應(yīng)產(chǎn)生22—230kev能區(qū)中子，T(p，n)<'3>He產(chǎn)生215-1100keV能區(qū)中子作為中子源。靶頭用壓縮空氣或水冷卻。輻照過程中，將包裝好的樣品固定在樣品架的不同位置上，以獲得不同能量的照射中子。中子通量變化用一個長中子計數(shù)管來監(jiān)視。在距靶頭1.8m處放置一個與其它樣品相同的樣品同時輻照，以便消除實驗大廳

5、散射中子本底影響。樣品照射后生成的產(chǎn)物核的特征γ射線，用經(jīng)過精確刻度的高純鍺探測器進行測量。 實驗過程中，中子經(jīng)過水層和包層材料時會產(chǎn)生散射效應(yīng)，使最終打到樣品上的中子既有直射中子又有散射中子。打到樣品上的中子，由于樣品的自屏蔽效應(yīng)使中子的注量率隨入射深度發(fā)生變化。這兩種效應(yīng)均會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。通過實驗手段只可能降低上述效應(yīng)的影響，但是不可能完全去除。通常的做法是用蒙特卡羅方法來對上述效應(yīng)進行修正。因此我們用MCNP程序，根