60A GeV氧原子核在核乳胶中四分裂事例的遍举测量

一、引言裂变是原子核的一种重要运动形态,对裂变现象及其机制的研究是原子核物理学的一个重要方面。对于静止靶核的裂变已经进行过大量的研究,但对相对论性原子核的裂变现象的研究还刚刚开始。EMU-01国际合作组用西欧核子中心SPS加速器把~(16)O加速到15,60和200A GeV,为核物理和粒子物理的研究开辟了一个新的领域。     

环境污染物~(152)Eu的体内蓄积特性诱发骨髓细胞突变效应研究

环境中放射性污染物对机体损伤效应的研究有待深入,尤其是在核动力装置运转过程中意外泄漏以及在核试验中释放出的一些重要裂变产物污染机体时所诱发的对组织细胞的突变效应急待研究。因为这是探讨放射性裂变产物的损伤特点、损伤机理以及病理过程发生和发展的重要依据。~(152)Eu在混合裂变产物中是重要裂变产物之一,物理半衰     

纸上沉淀带载留法分离U与Cs,UX_1和Ce

裂变产物的分离中常用载体携带放射性同位素,从而将极稀薄的溶液(约10~(-11)—10~(-14)M)转为普通的浓度(10~(-3)—10~(-1)M),以便于化学操作,并可计算裂变产物在整个分离程序中的回收率。但这种操作往往冗长繁琐,载体消耗量也较大,所以,研究一些不用大量载体、分离手续简易而又可直接测量放射性的方法是很有意义的工作。     

緩发中子有效份額的表达式

中子引起可裂变物质(铀、钚)裂变时,除了产生二次瞬发中子外,还产生少量缓发中子。缓发中子的存在对于反应堆的控制有重要的意义。它直接关系到反应堆的动态特性,以及根据反应堆动态参数(中子寿命、反应性)测定物理特性的实验结果。这类实验在反应堆物理实验中占有相当重要的地位。在实际的反应堆中,由于存在一定数量的U~(238),而且U~(238)裂变生成的缓发中子份额与U~(235)裂变时生成的不同,以及由于为反应堆的有限大小所决定的中子不漏     

TRISO燃料颗粒三维多物理场耦合计算模型开发

三向同性燃料(TRISO)颗粒是高温气冷堆弥散型燃料和全陶瓷微密封(FCM)耐事故燃料芯块的裂变区。为研究TRISO燃料颗粒在辐照环境中的复杂行为,基于COMSOL有限元软件开发了TRISO燃料颗粒的三维多物理场耦合性能分析模型。通过采用随辐照条件变化的材料物性参数和行为模型,可模拟燃料颗粒在稳态运行和事故工况下复杂的堆内热-力学行为,以及CO气体产生和裂变气体释放、裂变产物扩散等重要物理过程,还可以计算燃料颗粒的失效概率。基于COMSOL开发三维分析模型的计算结果与美国BISON程序对TRISO燃料颗粒的计算结果相比同样符合较好,说明了所开发模型的合理性。     

电流模式下微型裂变电离室参数对探测性能的影响

裂变电离室在工作时,其内部气体中持续地发生着电离和复合过程。为了进一步了解这些过程对探测性能的影响,需要从等离子体物理的角度来研究裂变电离室。借助BOLSIG+以及电流模式下微型裂变电离室的基本理论模型,计算了电极的几何尺寸、裂变率以及气体电离度等参数对探测器饱和区电压范围的影响,并对结果进行了讨论。此外,根据不同电离度情况下的计算结果,对高温导致探测器饱和区电压范围变小这一现象给出了一种可能的解释。     

裂变材料中子-伽马脉冲形状甄别几何条件影响的模拟分析

快中子多重性分析技术是当前核材料衡算领域的热门研究方向。针对中子伽马脉冲形状甄别的效果在探测距离很近时明显变差的实验现象展开了研究。使用GEANT4工具箱模拟了液体闪烁体探测器测量裂变中子伽马的粒子输运过程,并基于计算机模拟数据分析了使用BC-501A液体闪烁体探测器测量裂变中子时,裂变物质与探测器的距离(几何效率)对中子-伽马甄别效果的影响。分析的结果与实验现象相符,表明在基于液体闪烁体探测器的核材料属性测量中,若单个探头的探测效率较高,裂变中子伽马脉冲叠加会严重影响甄别结果和测量计数。     

14.8 MeV中子诱发~(238)U裂变产物产额测量

裂变产物产额作为裂变过程的一个重要参数,其准确测量对有关裂变的很多方面都有重要意义。为了准确测量中子诱发~(238)U裂变产物产额,利用中国工程物理研究院PD-300加速器上的T(d,n)4He反应,产生14.8MeV的中子,诱发~(238)U裂变。辐照过程中,通过金硅面垒半导体探测器监测中子通量的变化。使用Al片作为监测片计算整个照射过程中样品的平均中子通量。辐照结束后,利用高纯锗(High-Purity Germanium,HPGe)探测器测得裂变产物特征γ射线计数,计算得到裂变产物的产额,使用MCNPX软件对中子的多次散射和自屏蔽效应进行修正,并通过计算得到样品和监测片的自吸收修正、中子通量波动因子。得到了95Zr、127Sb、140Ba、147Nd、131I、103Ru等长半衰期产物的累积产额值,并将结果与以前的文献值做了比对,研究结果有助于~(238)U裂变产物产额的分析和评价。     

由~(137)Cs,~(144)Ce和~(148)Nd为监测体测定燃耗中的辐照史校正方法

在通过测定~(137)Cs,~(144)Ce,~(148)Nd等裂变产物监测体浓度推算辐照燃料燃耗的方法中,需要裂变产物的平均裂变产额、(n,γ)俘获反应的修正量、放射性裂变产物的堆内衰变修正量,可裂变核素的平均裂变能量等参数。这些参数是同燃料的辐照历史密切相关的。本文介绍一种计算这些参数的方法、计算机程序概况和计算结果。本方法有下述特点:1.采用燃耗物理计算获得的可裂变核素核密度及裂变截面作为本程序的输入数据。2.采用燃耗值的初始实验结果反推燃料辐照期间的中子通量。3.精确计算了~(137)Cs和~(148)Nd两种监测体(n—1)衰变链和n衰变链中子俘获反应的修正量。从而提高了各种参数的精确度。对于浅燃耗天然铀辐照燃料的应用例,计算结果表明,~(137)Cs,~(144)Ce,~(148)Wd获得燃耗结果的修正量分别为 0.29%, 16.40%,-2.75%。本方法对燃耗结果可能引入的误差分别为±0.1%,±0.3%,±0.6%。     

若干核裂变产物的产额测定

引言放射化学的基本任务之一是研究裂变产物的分离与鉴定问题。核裂变的现象十分复杂,产物也很多,因此该项工作显得十分艰巨,最早对U~(235)裂变产物的集体研究工作,鉴定了189种不同的裂变产物与它们所组成的42个β衰变缝;此外,还测定了若干裂变产物的产额或裂变产额(Fission yield),从而发现产额-质量曲线呈马鞍形。     

由~(137)Cs,~(144)Ce和~(148)Nd为监测体测定燃耗中的照射史校正方法

在通过测定~(137)Cs,~(144)Ce,~(148)Nd等裂变产物监测体浓度推算辐照燃料燃耗的方法中,需要裂变产物的平均裂变产额、(n,r)俘获反应的修正量、放射性裂变产物的堆内衰变修正量、可裂变核素的平均裂变能量等参数。这些参数是同燃料的辐照历史密切相关的。本文介绍一种计算这些参数的方法、计算机程序概况和计算结果。本方法有如下特点:1.采用燃耗物理计算获得的可裂变核素核密度及裂变截面作为本程序的输入数据。2.采用燃耗值的初始实验结果反推燃料辐照期间的中子通量。3.精确计算了~(137)Cs和~(148)Nd两种监测体(n—1)衰变链和n衰变链中俘获反应的修正量。从而提高了各种参数的精确度。对于浅燃耗天然铀辐照燃料的应用例,计算结果表明,~(137)Cs,~(144)Ce,~(148)Nd获得燃耗结果的修正量分别为+0.29%,+16.40%,-2.75%。本方法对燃耗结果可能引入的误差分别为±0.1%,±0.3%,±0.6%。     

热中子诱发239Pu裂变初级裂变产物质量分布测量

原子核裂变是最复杂的物理过程之一,至今仍缺乏可以统一描述裂变前和裂变后过程的理论。中子诱发239Pu裂变产额数据是重要的核数据,完整的初级裂变产物质量分布数据有助于完善裂变理论模型并提高产额评价数据的质量。本文研制了初级裂变产物鉴别谱仪（FFIS）,通过屏栅电离室和微通道板时间探测器分别测量裂变碎片的动能和飞行时间,基于动能 速度关联的方法直接获得碎片放中子后的质量分布,在BNCT医院中子照射器（IHNI 1）上开展了热中子诱发239Pu裂变初级裂变产物的质量分布测量。测量结果表明,对轻峰碎片质量分辨约为1 amu,对重峰碎片质量分辨约为15 amu。239Pu(nth,f)初级裂变产物质量分布的精确测量可为裂变产额理论计算和评价提供重要的实验数据。     

MHWRR连续辐照生产裂变钼技术研究

为适应当前全球对放射性诊断核素99m Tc需求量不断增长的需要,阿尔及利亚比林核研究中心对多用途重水反应堆(Multi-purposes Heavy Water Research Reactor,MHWRR)实施升级改造,提出建立不停堆连续辐照生产裂变钼的能力需求。在对裂变钼靶件堆内辐照堆芯物理计算分析、热工水力计算分析、靶件出堆过程热工计算分析以及裂变99Mo产额计算等分析研究的基础上,结合反应堆设施原有限制条件,创新地提出了采用短时间临时停堆方式的技术方案,既能实现阿方产量目标,又能满足辐照安全要求。方案得到了阿方认可,工程实施后的初步调试结果表明:理论计算值与实验值符合较好,在无参考可借鉴实例的情况下,提出的辐照技术方案和工艺流程是合理可行的。     

1.4MeV-5MeV中子诱发~(238)U裂变产额测量

~(238)U裂变产额测量工作在核数据测量中有着重要意义,本工作利用2.5MeV质子静电加速器产生的1.4MeV-5MeV单能中子诱发238U裂变,通过对裂变产物放射性的测量对裂变产物核素~(135)I、~(133)I、~(105)Ru和~(91)Sr的产额进行了测定。照射过程中中子通量用活化法确定。分析了影响实验测量的多个因素,包括用MCNPX程序对中子在靶头及样品中的多次散射和自屏蔽效应进行了修正,对γ射线在样品中的自吸收进行修正等。得到产额数据典型误差为3.5%,最后把测量结果与已有的裂变产额数据进行比对。     

裂变位垒参数的推荐和裂变位垒参数库

包括裂变位垒参数(又含位垒高V及曲率Cu)及裂变鞍点态密度的裂变位垒数据对于理论研究和应用研究两者都是重要的。它们表示核的裂变不稳定性,而在核反应统计模型计算中又是关键的输入参数,对其精度和外推可信性的要求越来越高。星体核合成的r-过程的研究依赖于精确的质量和裂变     

岷江试验堆临界棒位变化分析与研究

针对岷江试验堆(MJTR)2013年6月26日到2017年6月14日之间的数十次临界试验中,反应堆的临界棒位不断升高的现象进行了分析与计算,结果表明,造成这种现象是放射性裂变产物的衰变、温度效应与易裂变核素的减少等多种因素共同作用的结果,该结论对未来MJTR低浓化安全运行具有重要的意义。     

镧系裂变产物(La、Ce、Pr和Nd)在α-U表面偏析行为的第一原理研究

镧系裂变产物引起的燃料肿胀及包壳脆化是UZr金属燃料服役中的主要问题。其快速扩散通常借助于裂变气体释放通道,实验可观察到镧系裂变产物会在UZr金属燃料氙气泡处偏析。为理解裂变产物扩散机理及表面偏析现象,本文采用第一原理方法,对低温α-U中(100)、(112)、(001)、(021)、(110)、(010)表面的原子结构及形成能进行了研究,并讨论了常见镧系裂变产物La、Ce、Pr和Nd在不同表面的偏析行为。计算结果表明,(110)表面的形成能最低,为1.75 J/m~2,(112)、(021)和(001)表面的形成能次之,为1.81～1.83 J/m~2,(010)和(100)表面的形成能最高,分别为1.96 J/m~2和2.04 J/m~2。4种裂变产物在6种表面都表现出明显的偏析效应,对于同一种表面,其偏析驱动力排序为:LaCePrNd。对于同一种镧系裂变产物,偏析能随层间距的增加而减小。此外,采用Mc-Lean方程从热力学上评估了4种裂变产物在α-U表面的占据率,结果表明在服役温度范围内,4种镧系裂变产物均表现出明显的表面偏析。     

半衰期为数天的惰性气体和卤素裂变产物在UO2颗粒中的扩散与释放

在考虑吸附效应等物理过程的基础上,得到了裂变产物在UO₂颗粒中扩散与释放模型的严格解,并导出了不同反应堆运行状态下裂变产物累积释放份额F(t)、释放-产出比R(t)/B(t)的严格表达式。利用上述结果以及相应的近似解、数值解,对半衰期为数天的惰性气体和卤素裂变产物（¹³¹I、¹³¹Xe^m、¹³³Xe和¹³³Xe^m）在不同堆芯历史条件下的F(t)和R(t)/B(t)进行了比较计算。分析表明,F(t)与R(t)/B(t)的结果均有所差别,但当反应堆运行时间达一定长度后,它们的数值相等。此外,严格解去掉了近似解中不必要的保守性,也比数值解更符合物理实际。     

晶质铀矿自发裂变产生钌、银、碲的同位素探索

为了阐明对铀的自发裂变现象,采用热电离质谱测定法对几种类型晶质铀矿样品中的Ru、Te和Ag的同位素组成作了测定。由于自发裂变碎片有可能加入天然同位素中,在几个样品中的Ru、Te清楚地显示出了~(99)Ru、~(101)Ru、~(102)Ru、~(104)Ru,~(128)Te、~(130)Te同位素异常,而Ag由于较小的裂变产率,不能从同位素测量中得到裂变成因的Ag。从Morogoro(坦桑尼亚)某晶质铀矿得到的Ru裂变模式表明,这种晶质铀矿可能已经处于中子诱发~(235)U裂变的临界条件。     

基于傅里叶级数展开的裂变位能曲面与碎片质量分布计算

裂变位能曲面是裂变核结构性质和裂变动力学研究的基础。本文使用傅里叶级数展开方法描述裂变过程中原子核的形状,采用基于Lublin Strasbourg Drop(LSD)宏观模型和Yukawa Folded微观模型计算了236U多维裂变位能曲面,研究了位能曲面随不同集体自由度(原子核拉长形变、左右碎片质量不对称度以及颈部宽度)的变化情况以及温度对位能曲面的影响。在位能曲面基础上采用基于Born Oppenheimer近似的三维集体模型描述原子核裂变过程,计算了236U裂变碎片质量分布,计算结果与实验数据符合较好,特别是质量分布的峰位,同时分析了核温度、零点能和颈部断裂概率半宽度对裂变碎片质量分布计算结果的影响。