Измерения сечений деления natW,209Bi,240Pu и 243Am нейтронами промежуточных энергий

• Автор: Фомичев, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 84 с. : ил.

1. Область исследований и актуальность темы

2. Цель работы

ГЛАВА I КРАТКИЙ ОБЗОР ИЗМЕРЕНИЙ СЕЧЕНИЙ ДЕЛЕНИЯ

НЕЙТРОНАМИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭНЕРГИЙ

1.1 История и задачи экспериментов

1.2 Квазимоноэнергетические источники нейтронов 7Ы(р,п)7Ве

1.3. Источники нейтронов сплошного спектра

1.4. Измерения сечений деления

ГЛАВА II ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

II. 1 Нейтронный источник

И.2 Детектор делений

Н.З Мишени делящихся веществ
II.4 Информационно-измерительная система
ГЛАВА III ОБРАБОТКА ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТА И РЕЗУЛЬТАТЫ
III. 1 Преобразование времени пролёта в энергию нейтронов
Ш.2 Обработка амплитудных спектров
Ш.З Искажение потока нейтронов конструкционными материалами 42 Ш.4 Полученные сечения, сравнение с модельными расчетами,
обсуждение
Ш.5 Выводы
ГЛАВА IV МОДЕЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ УГЛА РАЗЛЁТА ОСКОЖОВ
IV. 1 Постановка расчётной задачи
1У.2 Методика расчёта
1У.З Результаты расчетов
1У.4 Сравнение расчёта с экспериментом
П/.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты
Публикации
ЛИТЕРАТУРА

1. Область исследований и актуальность темы
Деление атомного ядра - это процесс распада на два, реже на три и четыре сравнимых по массе ядра, которые называют осколками деления. Впервые деление наблюдали Ганн и Штрассман в 1938 году при бомбардировке урана нейтронами [1]. В дальнейшем было установлено, что это 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 [2]. Несмотря на предпринятые с тех пор значительные исследовательские усилия, это сложное явление всё ещё далеко от полного понимания, а деление под действием нейтронов наиболее изучаемая из реакций деления.
Актуальность изучения деления под воздействием нейтронов определяется, в первую очередь, значением этой реакции для получения ядерной энергии. В рамках этой задачи к настоящему моменту добыт большой объём экспериментальных сведений о сечениях деления многих ядер, массовых распределениях осколков деления, числе испущенных нейтронов и других делительных характеристиках. Он позволяет решать практические проблемы в области тепловых и быстрых нейтронов. В настоящее время центр тяжести таких измерений переместился в область нейтронов промежуточных энергий. Такое название закрепилось за нейтронами с энергией 20 - 200 МэВ, и до 500 МэВ -порога мезонообразования, которые получают на сильноточных ускорителях путём конвертирования пучков заряженных частиц в нейтронные пучки. Накопление данных здесь связывают с безопасной ядерной энергетикой, которая включает решение стоящей на повестке дня научно-технической проблемы -создание замкнутого топливного цикла в реакторах на тепловых или быстрых нейтронах или с участием ускорителей. Существуют и не относящиеся к энергетике области применения реакции деления - это дозиметрия нейтронных полей в космосе, медицине, при производстве радионуклидов. Есть также много нерешённых научных вопросов в отношении строения атомного ядра.

Полученные в экспериментах данные собираются в банках ядерных данных, которые поддерживаются крупными ядерными центрами. Крупнейшей библиотекой экспериментальных данных является EXFOR, которая находится в Брукхевенской Национальной Лаборатории. Несмотря на принадлежность лаборатории правительству США, работа по сбору данных носит международный характер, а библиотека общедоступна через Интернет [3,4]. Набор данных, полученных в разнообразных экспериментах, (в EXFOR их собрано около 14000) составляет основу для работы над файлами так называемых оценённых данных.
Оценённые или, другими словами, рекомендованные данные являются уже выходным, предназначенным для технологического использования научным продуктом. Таких файлов или библиотек, основывающихся на данных EXFOR, насчитывается пять, по числу основных стран, обладающих ядерными технологиями. Это - ENDF/B-VII (США), JENDL-3.3 (Япония), JEFF-3.0 (Европейский Союз), CENDL-3 (Китай), BROND-3 (Россия). В соответствии с кругом приоритетных задач национальные библиотеки рекомендованных данных различаются тем, что включают в более подробное рассмотрение те или иные реакции и ядра, используют собственные расчётные и параметризационные методики. Например, библиотека BROND-3, созданная в Физико-Энергетическом Институте в Обнинске, специализируется на тех реакциях, которые важны для трансмутации в области спектра энергий нейтронов быстрого реактора [5].
К числу участников по сбору и оценке ядерных данных относится Международное Агентство по Атомной Энергии. Здесь уместно упомянуть такие его инициативы, как сличение национальных расчётных кодов, создание сети библиотек ядерных данных [6] и выработка листа запросов на ядерные данные [7]. Агентство с 1966 года поддерживает серию международных встреч по проблеме ядерных данных для науки и технологии, последняя из которых состоялась в 2004 году [8]. Европейское ядерное сообщество EURATOM недавно закончило два больших проекта по ядерным данным для трансмутации, это HINDAS [9] и n-TOF-ND-ADS [10] и продолжает исследования в рамках следующей, шестой объединённой программы [11]. Ещё одним международным участником подобной работы является Международный Научно-

Таблица 5 (продолжение 1)
En, МэВ Отношение сечений Погрешность, %
Статисти чсская Системати ческая Полная
0.952 0.757 1,7 6,5 6,7
1.030 0.952 1,5 5,8 6,0
1.119 1.097 1,3 5,5 5,6
1.220 1.160 1,2 5,0 5,2
1.334 1.185 1,1 5,1 5,2
1.466 1.227 1,1 4,9 5,0
1.619 1.174 1,0 3,8 3,9
1.796 1.139 1,0 3,9 4,0
2.005 1.140 1,0 3,5 3,6
2.252 1.168 0,9 3,8 4,0
2.548 1.208 0,9 4,0 4,1
2.906 1.217 0,9 4,2 4,3
3.173 1.283 1,7 4,2 4,5
3.306 1.265 1,8 4,0 4,3
3.447 1.263 1,7 3,8 4,1
3.598 1.221 1,8 3,6 4,0
3.759 1.284 1,8 3,7 4,1
3.930 1.297 1,8 3,9 4,3
4.114 1.345 1,7 4,1 4,4
4.312 1.312 1,8 4,2 4,5
4.524 1.344 1,7 3,5 3,9
4.751 1.320 1,7 3,6 4,0
4.997 1.354 1,7 3,5 3,9
5.262 1.394 1,7 3,3 3,8
5.549 1.414 1,7 3,4 3,8
5.860 1.412 1,7 3,3 3,7
6.198 1.420 1,6 3,2 3,5
6.566 1.382 1,5 3,1 3,4
6.968 1.347 1,4 2,9 3,3
7.409 1.265 1,4 2,7 3,0
7.893 1.198 1,5 2,7 3,1
8.426 1.217 1,4 2,8 3,2
9.015 1.200 1,5 2,9 3,3
9.669 1.172 1,5 3,1 3,5
10.397 1.186 1,5 3,5 3,8
11.211 1.201 1,6 4,0 4,3
12.125 1.198 1,6 4,0 4,3
13.156 1.132 1,6 4,0 4,3
14.326 1.054 1,6 4,1 4,4
15.660 1.024 1,6 4,1 4,4
17.192 1.051 1,6 4,1 4,4
18.963 1.070 1,6 4,0 4,3
20.888 1.058 1,9 3,9 4,3
22.169 1.062 2,1 3,9 4,4