基于CENDL-3.2的多群截面库含Be快临界基准分析

中国评价核数据库最新版CENDL-3.2(Chinese Evaluated Nuclear Data Library)已于2020年6月发布,对包括核工程计算中常用的235U、238U、239Pu、56Fe等134个核素的中子反应数据重新进行了评价和计算,与CENDL-3.1相比,CENDL-3.2数据种类和数据质量均有大幅提高。Be由于其散射截面大、吸收截面小,常被用作熔盐堆燃料载体盐成分之一,其反应截面数据的准确性在熔盐堆设计中不容忽视。基于CENDL-3.2评价核数据库,采用NJOY制作了199群中子、42群光子的MATXS格式多群截面库,挑选了35个含Be快临界基准对其进行检验分析,并与基于ENDF/B-7.1和JENDL-4.0的多群截面库计算结果进行对比。分析表明：基于CENDL-3.2多群截面库计算的26个基准题（74.29%）的结果与实验值偏差在0.5%以内,整体上优于ENDF/B-7.1和JENDL-4.0。表明CENDL-3.2中的Be数据和基于CENDL-3.2的多群截面库及其制作方法是可靠的,能够用于熔盐堆相关设计计算。     

基于不同ENDF格式数据库的MCNP温度相关中子截面库研究

使用截面加工程序NJOY生成以针对最新释放的ENDF/B-VII和CENDL-3.1评价核数据截面库为基础库的2个ACE格式的温度相关中子截面库。使用压水堆多普勒数值基准题对生成的2个ACE格式截面库进行基准验算。验算结果表明,所生成的2个温度截面库在有效增殖系数、多普勒反应性亏损、多普勒反应性系数方面均与原基准题吻合良好,说明评价核数据截面库ENDF/B-VII和CENDL-3.1能很好地应用于ACE格式的截面库的制作。     

不同核评价数据库中Pb和Bi的截面对铅基快堆k_(eff)的影响

铅基快堆是GIF官方发布的第四代核能系统堆型之一,不同的核评价数据库中铅截面的较大差别会影响铅基快堆物理设计计算的准确性。本文利用国际上最新发布的核评价数据库JENDL-4.0、JEFF-3.2、ENDF/B-Ⅶ.0和BROND-3.1,制作了关键核素Pb、Bi的连续点截面,利用国际基准题评价手册中的PMF035和国际原子能机构发布的铅基快堆RBEC-M基准题以及cosRMC程序,对Pb和Bi的截面对系统有效增殖因数的影响进行了详细研究。对于PMF035带Pb反射层的临界基准题,上述所有核数据库的新版本较旧版本的计算偏差均有所减小,其中BROND的改善最为明显。对于RBEC-M基准题,使用ENDF/B-Ⅶ.0核数据库的计算结果与基准报告中结果符合较好;使用上述其他新版本数据库中截面数据替换计算结果表明,采用不同库中的Pb、Bi截面数据会使计算结果出现不同的偏差,其中,JENDL-4.0中Pb截面对计算结果的影响较Bi截面的影响大。     

233U评价数据的临界基准检验

为检验和改进²³³U核反应全套中子评价数据的质量，从国际核临界安全手册ICSBEP中选取快谱、超热谱和热谱临界基准实验装置，对中国评价核数据库CENDL-3.1、美国评价核数据库ENDF/B-Ⅶ.0、日本评价核数据JENDL-3.3和JENDL-4.0中的²³³U评价数据进行了基准检验。采用蒙特卡罗程序MCNP5计算了所选基准装置的有效增殖因数k_eff，并与基准值进行比较。运用基于能谱指标的趋势分析、灵敏度分析等方法进行了分析。在基准检验中，现有的²³³U评价数据的主要问题是从热临界基准中能谱较硬的装置到超热谱基准装置再到部分快谱临界基准装置，较为普遍地存在k_eff的严重低估。从热堆设计角度考虑，ENDF/B-Ⅶ.0库²³³U评价数据表现较好，但仍高估了共振俘获的贡献。     

通过CEFR的屏蔽计算对NVITAMIN-C库进行部分检验

VITAMIN-C库是国际上广泛采用的屏蔽计算用精细截面库，它的可靠性已被人们接受。但是它基于ENDF／B-IV库制作，包含的核素偏少，因此，更新VITAMIN-C库十分必要。NVITAMIN-C库是本院核数据中心采用国际上最新数据(ENDF／B-IV、CENDL-2、JENDL-3及JEF-2)仿照VITAMIN-C库格式重新制作的截面库。     

板状Bi样品泄漏中子和γ谱实验测量与模拟计算

通过飞行时间法,测量了氘氘脉冲中子与不同厚度209Bi样品作用后61°和119°方向的泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱,样品尺寸分别为30 cm×30 cm×5 cm、30 cm×30 cm×10 cm和30 cm×30 cm×15 cm。采用BC501A液体闪烁体探测器测量0.8～3.2 MeV能区的泄漏中子飞行时间谱,钾冰晶石探测器（CLYC）测量0.2～0.8 MeV的泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱。用MCNP-4C程序对泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱进行了模拟计算,²⁰⁹Bi的评价中子核数据分别采用了CENDL-3.1库、ENDF/B-Ⅷ.0库、JENDL-4.0库以及JEFF-3.3库中的数据,模拟结果分别与实验结果进行比较分析,研究结果表明,泄漏中子谱CENDL-3.1库的模拟结果在119°方向弹性峰位置有较严重的低估现象,JENDL-4.0库在1.5 MeV附近（第二非弹能区）有一定高估,而在低能区有明显低估;泄漏γ能谱JENDL-4.0库和JEFF-3.3库的模拟结果与实验结果偏差明显,而CENDL-3.1库符合较好。     

群常数库TPLIB-95的宏观检验

介绍了群常数库TPLIB-95的宏观检验。TPLIB-95是中国核数据中心为轻水堆燃料组件计算程序包TPFAP建立的更新群常数库,它是基于JENDL-3.1评价核数据库制作而成的。用5个热堆基准问题,一批压水堆零功率临界实验以及秦山300MW核电厂首循环堆芯和大亚湾900MW核电站首循环堆芯对该库作了计算分析。热堆基准问题的计算结果表     

压水堆燃耗库的开发与验证

基于最新发布的评价数据库ENDF/B-Ⅷ.0、FENDL-3.1D和EAF-2010开发了一个压水堆(PWR)用燃耗库BURN.SNERLIB,用于ORIGEN-S程序。此数据库由三部分组成:衰变数据、裂变产额数据和截面数据,其格式与ORIGEN-S自带压水堆数据库的格式保持一致。衰变数据选取MF=8文档中的MT=457反应数据进行加工;裂变产额数据共考虑了30种可裂变锕系核素,由特定入射能量下MT=454和MT=459反应数据加工得到;截面数据采用三群结构,首先基于典型压水堆燃料棒栅元在指定燃耗深度下的输运计算获得燃料区域内逐点中子能谱,以此逐点中子谱为权重谱通过NJOY程序将ENDF/B-Ⅷ.0等评价库中的连续截面制作成精细群截面,对精细群截面进行并群计算生成三群截面。利用OECD/NEA公布的压水堆基准题进行了验证,验证了此方法加工ORIGEN-S燃耗库的正确性。分析结果表明,对于某些燃耗计算重要核素,如238 Pu等,基于最新评价库开发的数据库比自带库的计算结果更接近于实验值,提升了ORIGEN-S的计算精度。     

基于等价理论的压水堆包壳材料共振计算方法研究

共振自屏效应的处理是影响压水堆组件程序反应性精度的主要因素之一,压水堆锆包壳材料同样具有共振自屏效应,忽略其影响会对反应性造成100～300 pcm(1 pcm=10^-5)的偏差。目前,主要通过提供经验上的参考稀释截面与包壳等价理论处理包壳材料的共振自屏效应,但并未对其适用性及精度进行完整的分析。因此,本文采用DRAGON程序,通过一系列压水堆算例对这2种方法进行测试,确定包壳共振自屏效应的主要影响因素以及这2种方法的适用性。结果表明,包壳材料的共振自屏效应仅仅与包壳区的原子核密度、厚度、慢化区的水铀比有关,并且参考稀释截面方法可以满足大部分典型压水堆系统的计算精度,但是对于包壳区尺寸、原子核密度、慢化区水铀比变化较大的系统计算精度较差,而包壳等价理论计算精度和普适性强,可用于不同类型压水堆系统包壳材料的共振自屏计算。     

基于核数据调整基准例题的235U协方差数据测试

核数据协方差是评估核装置设计不确定度和核数据调整的重要输入,直接影响设计不确定度量化评估和核数据调整的结果。为测试基于不确定度源项分析和线性最小二乘法评价的²³⁵U平滑区协方差数据的合理性,采用OECD/NEA WPEC/SG33提出的核数据调整基准例题和自主研发的核数据调整程序NDAC,开展了以JENDL-4.0库为基础的核数据调整测试,得到了应用了²³⁵U cov版²³⁵U数据的调整结果。测试结果显示,²³⁵U cov版²³⁵U数据的非弹性散射截面协方差不合理,阈能附近的不确定度过大;裂变和俘获截面的不确定度偏小。     

痕量元素与DNA体内和体外结合的多种示踪法研究

采用多种示踪法研究了 Ｂｅ、 Ｓｃ、 Ｍ ｎ、 Ｃｏ、 Ｚｎ、 Ａｓ、 Ｓｅ、 Ｒｂ、 Ｓｒ、 Ｙ、 Ｚｒ、 Ｔｃ、 Ｒｕ 和 Ｒｈ 等 １４ 种痕量元素与鼠肝 Ｄ Ｎ Ａ 的体内、组织培养和体外结合。除了 Ａｓ、 Ｒｕ 和 Ｒｈ 以外,观察到大多数元素在体内都能与鼠肝 Ｄ Ａ Ｎ 结合;在组织培养实验中,只有 Ａｓ 和 Ｒｂ 不与 Ｄ Ｎ Ａ 结合;在体外实验中,全部元素都与 Ｄ Ｎ Ａ 结合,其中 Ｒｂ、 Ｓｅ、 Ｚｒ、 Ｒｕ、 Ａｓ 最弱。总体上,体外的结合最强,组织培养其次,体内最弱。体内与组织培养的结合情况比较类同。     

Roadside dust contamination with toxic metals along industrial area in Islamabad,Pakistan

An investigation has been carried out to understand the contamination characteristics of roadside dust in the industrial area of Islamabad, Pakistan. The amounts of Si, S, Cl, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pb, Zn, Ga, As, Se and Cd were determined from 95 roadside dust samples collected along the Islamabad industrial area using Proton Induced X-ray Emission （PIXE）. The results indicated that concentrations of all elements, except Cd, in the roadside dust were significant. The results of the enrichment factor show that the elementary composition of the roadside dust could be categorized as soil elements from the crust of the earth and elements from anthropogenic pollution. The high enrichment factors imply that elements such Cr, Cu, Pb, Zn, As, Se, Cd, Ni, Co and S came from anthropogenic activities. The source of metal contamination was identified using multivariate statistical analysis. It has been concluded that Ca, Sc, Ti, V, Mn and Fe mainly originate from crustal sources; Cr, Cu, Ni, Pb, Zn and Ga are associated with point-sources from industrial pollution/traffic; and S, Cl, K, As and Se are mainly related to oil/coal combustion.     

Ion beam methods to determine trace heavy metals concentrations and sources in urban airsheds

Unique data for Australia on the concentration of selected metals in fine particle ambient air pollution is presented for urban, industrial and rural sites along 300 km section of the eastern coast line of Australia around Sydney. IBA techniques were used to determine over 25 different chemical species in the air including, H, C, N, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Br, Se and Pb. This included many trace metals at concentrations around 1 ng/m³ of air sampled.     

我国环境标准参考物质——西藏土壤的仪器中子活化分析

本工作采用中子活化相对法和单比较器K_0值方法分析了我国环境标准参考物质——西藏土壤中的As、Ba、Ce、Co、Cr、Cs、Dy、Eu、Pe、Hf、K、La、Lu、Mn、Na、Nd、Rb、Se、Sm、Ta、Tb、Th、U、Yb和Zn等25种元素,其中U还用了缓发中子计数法。本工作给出的测定结果与西藏土壤最后确定的标准值或参考值符合得很好。为检验方法的可靠性,同时还对NBS-SRM-1633a、USGS-GXR-4及我国地球化探标准参考物质GSD-3作了分析,并给出了分析结果     

石墨晶体预衍射X射线荧光分析中的基体影响

研究了测量U的过程中,后处理中常见基体元素Na、Al、Ru、Cs、Pd、Nd、Fe、Ce、Sr、Y、Mo、Zr等对U测量的影响。结果表明,基体元素Na、Fe、Al、Ru、Cs、Pd、Nd、Ce质量浓度在1 000 mg/L以下,对U的测量无显著影响。对U测量影响较大的元素为Sr、Y、Mo、Zr,当基体元素Sr、Y、Zr、Mo质量浓度在1 000 mg/L以下时,采用银靶散射线可以在一定程度上校正基体对U的影响;但质量浓度大于1000 mg/L时,校正效果不理想。U的Lα线强度对数和基体元素的质量浓度呈现很好的线性关系。通过数学校正法可以有效校正Sr、Y、Zr、Mo对U的影响。     

标准物质人发的定量分析

在微型反应堆上采用仪器中子活化分析方法对人发样品进行了标准物质定量分析，测定了Al、As、Ba、Br、Ca、Cl、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、I、Mg、Mn、Na、S、Se、V、Zn共19种元素。分析结果给出了每种元素的平均值、标准偏差和相对标准偏差以及在本工作条件下各元素的探测极限，结果显示各元素的质控样品的测定值与推荐值吻合较好，说明采用中子活化分析方法定量分析标准物质人发有较高的准确度。     

DISTRIBUTION OF SOME ELEMENTS IN HUMAN HAIR AND ORGANS DETERMINED BY NAA

Twenty four male autopsies were obtained from Shanghai. The samples of liver, lung, kidney cortex, brain and scalp hair were collected from the autopsies. The elements As, Br, Ca, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Na, Rb, 8, Se and Zn were determined by neutron activation analysis (NAA). The present study provides the elemental levels of different tissues for normal male adults. The distribution pattern of elements was discussed. Great difference on distribution of some elements in different tissues was observed.     

基于AFE0064和FPGA的千兆网X射线图像采集系统

X射线实时检测系统应用于多个行业。针对目前快递物流、输送带、集装箱、乘用车等检测中,对高性能X射线图像采集系统的需求,基于光电二极管阵列(含闪烁体)和高速电流输入模拟前端,采用高速串行ADC、千兆以太网控制器MAC、千兆以太网PHY,结合FPGA主控制器,设计了高速度、高性能、双能量线阵列X射线图像采集系统,像素尺寸为5.0、2.5、1.6、0.8、0.4 mm、50μm,采集速度最高可达6 m/s,经调试后样机可以正常运行,图像清晰,性能稳定,完全满足上述需求。     

1988 National Symposium on Atomic Energy,Tokyo, Japan

Sediment-water distribution coefficients (K_ds) were obtained in estuarine areas of four A-class rivers in Japan. The total concentrations of stable elements and naturally occurring radionuclide (i.e., Na, Mg, K, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Rb, Sr, Y, Mo, Cd, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Pb, and U) in the estuarine water at each sampling point and in the corresponding sediment sample were measured. K^ds of most of the elements varied within one order of magnitude regarding their differences between minimum and maximum values of each element at all the stations. However, a wide variation of K^ds of Mn, Fe, Co, Cu, Rb, and La was observed. In addition, geometric means (GMs) of observed K^ds were compared with the recommended values in the IAEA Technical Report Series 422 (TRS-422). The results showed that GMs of K^ds for most of the elements agreed well with the recommended values, but GMs of K^ds for Mn, Fe, and Cd were more than 10 times lower than the recommended values. The obtained K^d values could be important to investigate the behavior, transport, and fate of artificial radionuclide and to assess the radiological doses in estuarine areas.