Деление тяжелых ядер быстрыми нейтронами и нейтронами промежуточных энергий.

• Автор: Фомичев, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 204 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Актуальность исследований в области деления ядер

2. Проблема ядерных данных, цель работы

ГЛАВА I КРАТКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ СЕЧЕНИЙ ДЕЛЕНИЯ

1.1. Область энергий нейтронов меньше 20 МэВ

| 1.1.1. Методы относительных измерений

1.1.2. Методы абсолютных измерений

1.2. Область энергий нейтронов больше 20 МэВ

1.2.1. Квазимоноэнергетические источники нейтронов 7Li(p,n)7Be
1.2.2. Источники нейтронов сплошного спектра
1.2.3. Эксперименты
ГЛАВА II ИЗМЕРЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ НЕЙТРОНОВ МЕНЬШЕ 20 МэВ
11.1. Методические исследования
II. 1.1. Метод измерений
II. 1.2. Спектрометрия сопутствующих частиц
II. 1.3. Оптимизация условий эксперимента
П.2. Каналы регистрации сопутствующих частиц
11.3. Мишени делящихся веществ
11.4. Расчётные поправки к методу сопутствующих частиц
II. 5. Характеристики измерительных установок
II.6. Проведение измерений
11.6.1. Измерения, выполненные в Радиевом институте
11.6.2. Измерения, выполненные в Россендорфе
11.6.3. Статистическая обработка экспериментальных данных
11.6.4. Результаты измерений, обсуждение
П.7. Оценка сечения деления 235U нейтронами с энергией 14.5 МэВ 105 П.7.1. Введение
11.7.2. Характеристика экспериментальных данных
11.7.3. Корреляционная матрица
11.7.4. Комментарии к установлению корреляций
11.7.5. Результат выполненной оценки
ГЛАВА III ИЗМЕРЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ НЕЙТРОНОВ БОЛЬШЕ 20 МэВ
III. 1. Техника эксперимента
III. 1.1. Нейтронный источник
III. 1.2. Детектор делений
III. 1.3. Мишени делящихся веществ

III. 1.4. Информационно-измерительная система
III.2. Обработка данных эксперимента и результаты
111.2.1. Преобразование времени пролёта в энергию нейтронов
111.2.2. Обработка амплитудных спектров
111.2.3. Искажение потока нейтронов конструкционными материалами .
111.2.4. Полученные сечения, сравнение с модельными расчетами
111.2.5. Выводы
ГЛАВА IV МОДЕЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ
IV. 1. Расчёт угла разлёта осколков деления
IV. 1.1. Постановка расчётной задачи
IV. 1.2. Методика расчёта
IV. 1.3. Результаты расчетов
IV. 1.4. Сравнение расчёта с экспериментом
IV. 1.5. Выводы
IV.2. Механизм формирования разницы в сечениях (n,I) (p,f) реакций
IV.2.1. Постановка задачи
IV.2.2. Роль гигантского резонанса
IV.2.3. Роль остаточных ядер
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выводы
Результаты
Публикации
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность исследований в области деления ядер
История открытия
Делением атомного ядра называют процесс его распада на два, реже на три или четыре близких по массе ядра, которые называют осколками деления. Деление было обнаружено в 1938 году научной группой, работавшей под руководством Отто Ганна, в расположенном под Берлином институте электрохимии, в опытах по бомбардировке урана нейтронами. Предполагалось, что нейтроны будут поглощаться ядрами урана и образовывать более тяжёлые ядра. Но следов сверхтяжёлых ядер они не нашли. Зато в облучённых образцах они нашли элемент барий, ядра которого вдвое легче исходного урана, и которого до облучения там не было [1]. Огромная энергия; высвобождающаяся при делении ядра, была зафиксирована в сразу же последовавших за этими опытами измерениях, выполненных О. Фришем в университете в Копенгагене [2].
Открытие деления повлекло за собой широкий круг работ в этом направлении. Было установлено, что деление - общее для многих ядер явление, и происходит оно под воздействием нейтронов, заряженных частиц, гамма квантов и, наконец, безо всякого на ядро воздействия, т.е. спонтанно. Спонтанное деление является четвёртым видом естественной радиоактивности. Оно было предсказано Н. Бором и впервые зарегистрировано советскими физиками К.А. Петржаком и Г.Н. Флёровым [3].
Деление оказалось весьма сложным явлением. Несмотря на предпринятые с тех пор значительные исследовательские усилия оно ещё далеко от полного понимания, а деление под действием нейтронов является наиболее изучаемой из реакций деления.
Актуальность, получение энергии.
Современный интерес к делению содержит в себе прикладной и фундаментальный аспекты. Прикладной интерес поддерживается двумя главными сферами применения деления - получением энергии и производством радионуклидов. Фундаментальный интерес основан на желании до конца

3. При использовании реакции 3Н(с1,п)4Не может достигаться величина погрешности в 0.1%. Точность измерений практически ограничивается только временем отведённым для набора статистических событий.
4. С помощью реакции 2Н(с1,п)3Не калибровались мониторы нейтронных потоков с 2%-ой точностью. В экспериментах по измерению сечений деления, где монитор не является посредником в измерениях нейтронного потока, по видимому, точность может быть и выше, т.к. облучаемый образец тонкий и однородный по толщине.
5. С помощью реакции 3Н(р,п)3Не была достигнута точность 1-^3%. Не все эффекты, дававшие вклад в эту погрешность относятся к самому методу сопутствующих частиц. Но есть две трудности, проистекающие от свойств этой реакции. Первая - это идентификация сопутствующих частиц. Сложная система электромагнитных отклонений, применённая в работе [71], даёт надёжную идентификацию, ~ 0.1%, но при больших потерях в счётности. Для наших целей такая система не годится. Вторая трудность - это слитком большое уширение нейтронного конуса в результате кулоновского рассеяния сопутствующих частиц в материале нейтронопроизводящей мишени. Рассеяние может быть уменьшено разработкой новых мишеней - газовых или полиэтилена с тритием (СТ2)П .
1.2. Область энергией нейтронов больше 20 МэВ
Систематическое изучение деления тяжёлых ядер нейтронами больших энергий началось сразу же, как были построены ускорители заряженных частиц [72]. До этого существовали лишь отдельные эксперименты, которые ставились на нейтронах космического происхождения с энергией несколько сот мегаэлектронвольт [73]. Целью тех первых работ было определение скорости роста сечений деления у разных ядер с ростом энергии возбуждения.