用球形核光学模型和变形核的耦合道理论计算铀-235、铀-238和钚-239的快中子数据

本文以球形核光学模型采用计算机自动调节势参数的方法对铀、钚同位素在入射中子能量从1keV到20 MeV的情况下进行了计算,对~(235)U、~(238)U和~(239)Pu三个元素分别得到一套能较好地符合实验数据的光学模型势参数。同时用耦合道理论计算了直接非弹性散射的贡献,并分析了耦合道理论对光学模型的改进。     

基于Potential-driving模型的中子诱发~(239)Pu裂变产物计算与模拟研究

当前新型核能利用系统及核数据评价的发展对快中子诱发~(239)Pu裂变核数据提出了更高的精度需求。本工作基于已提出并构建的Potential-driving模型,通过中子诱发~(239)Pu(n,f)裂变驱动势研究,计算了几个典型能量中子诱发~(239)Pu(n,f)反应发射中子前裂变碎片质量分布,并与实验数据进行了对比。结果显示:Potential-driving模型计算数据能够很好地与实验数据符合。将Potential-driving模型植入GEANT4程序,开展了快中子诱发~(239)Pu(n,f)反应相关的模拟研究,给出了14 Me V中子诱发~(239)Pu(n,f)反应的裂变碎片独立产额质量分布和电荷分布、累积产额质量分布和电荷分布、动能分布、裂变中子能谱以及~(239)Pu(n,f)反应裂变碎片平均总动能随入射中子能量的变化等数据,并与GEANT4程序原有的参数化裂变模型(G4Para Fission Model)模拟结果、ENDF/B-VII.1库评价数据以及实验数据进行了比较。结果显示:所发展的Potential-driving模型能很好地预测快中子诱发~(239)Pu(n,f)反应裂变产物数据,为快中子诱发~(239)Pu(n,f)反应裂变产物核数据的研究提供了一种更可靠的计算方法。     

裂变核光学模型自动调参程序ASOP及235U和239Pu的最佳光学模型参数

介绍裂变核光学模型参数自动调节程序ASOP以及用它寻求~(235)U和~(239)Pu两个核的最佳光学热势参数所得到的结果。计算表明由ASOP得到的最佳光学势参数优于申庆彪给出的最佳光学势参数。尤其是在10 keV至3 MeV能段,由ASOP算出的裂变截面、辐射俘获截面、去弹截面和全截面与实验值的条例程度都明显地好于由申氏参数算得的结果。     

裂变核热中子参数测量编评概况述评

本文对~(233)U,~(235)U,~(239)Pu和~(241)Pu四个裂变核的热中子参数的测量、编评概况作了介绍。文中举例说明用不同方法测得的某些参数的数据分歧情况,对可能造成现有的某些实验数据产生分歧的原因作了初步的分析,介绍了国外某些实验室为澄清这方面存在的分歧,开展系统的精密测量所作的努力。在对1962年以来世界各有关实验室(或机构)开展的数据综合编评工作进行一般性的评述的基础上,着重介绍了国际原子能机构1975年关于裂变核热中子参数的第三次编评,同时把它的结果与1969年以后的其它编评及1975年以后的一些最新的实验和计算结果进行比较,对其中存在的某些差异或不一致之处进行分析和评价,得到该编评尚能较好反映当前的实验数据情况,可作为我们近期有关裂变核热中子参数应用的参考的结论。     

~(240)Pu自发裂变气体产物产额评价

正基于裂变多通道无规颈断裂模型,建立了适合研究中子诱发~(239)Pu裂变-~(240)Pu自发裂变产额计算的唯像模型。在忽略角动量等效应下~(240) Pu自发裂变与中子诱发~(239) Pu裂变具有相同的裂变系统~(240)Pu,但是自发裂变激发能为0。因此本项目首先建立中子诱发~(239)Pu裂变系统的唯像模型,利用大量实验数据获得模型参数的初值,然后通过裂变系统激发能外推到零,结合~(240) Pu自发裂变仅有的几个实验数据,再次调整参数,得到适合研究~(240)Pu自发裂变产额的唯像模型参数,并计算了     

钚示踪剂~(237)Pu的制备和应用

第二次世界大战期间,R.A.James等人用44MeV的α粒子轰击~(235)U,发现了~(237)Pu核素。从此对~(237)Pu的核性质进行了比较详细的研究。但是在很长时间内,~(237)Pu没有什么实际用途。直到1966年,R.Todd和R.Logan提出应用~(237)Pu作为钚的示踪剂,在动物身上进行代谢研究。~(237)Pu半衰期适中(45.12天),发射X和γ射线,放射性测量十分简便,明显地优于过去应用的~(238)Pu或~(239)Pu。因此在这以后,应用~(237)Pu进行钚的代谢及药物促排的研究工作逐渐增多。~(237)Pu的应用还扩展到了别的领域,例如废物处置中钚的迁移性     

^238U、^239Pu裂变质量分布数据的评价

评价了~(238)U、~(239)Pu裂变质量分布数据,其中包括En=1.5,5.5,8.3,11.3,14.9,22.0,27.5,50.0,99.5,160 MeV中子诱发~(238)U裂变和Ep=20.0,60.0 MeV质子诱发~(238)U裂变,及En=0.17,7.9,14.5 MeV中子诱发~(239)Pu裂变。除从国际EXFOR库中检索实验数据外,还从最新出版物和私人通信中得到了一些重要数据。对搜集到的每家数据进行了分析、取舍和必要的修正及误差调整和处理。     

固体核径迹探测器在核物理中的应用

1.中子物理方面 用于测量快中子、堆中子注量率和高能中子谱,如根据~(12)C(n,n′)3α测量快中子能谱;定量地测量堆中子注量(其测量范围为 10~(14)～10~(21)n/cm~2);使用CR-39测量14.7MeV中子引起~(51)V(n,p)和~(51)V(n,a)反应截面。为了给快中子堆设计提供核数据,在13.5-14.8Mev中子能量范围内,已经测量~(233)U/~(235)U、~(233)U/~(237)Np、~(235)U/~(237)Np、~(235)U/ 237/Np和~(239)Pu/~(235)U的裂变截面比以及~(237)Pu、~(238)Pu、~(242)Pu、~(244)Pu和~(241)Am的裂变截面。     

~(6,7,8)Li的普适唯象光学模型势

正光学模型是原子核反应理论最基本和最重要的理论模型之一,光学模型势的研究是其关键。应用国际上已有的~6Li、~7Li、~8Li核与不同靶核反应的反应截面和弹性散射角分布的实验测量结果,在入射核能量200 MeV以下,靶核为9≤A≤232范围内,分别获得了~6Li、~7Li、~8Li核的普适唯象光学模型势。应用获得的普适唯象光学模型势计算和分析了入射核与有实验测量数据的靶核反应的反应截面和弹性散射角分布,其结果与实验     

1—20MeV中子与^59Co核的相互作用：全套核数据的理论计算

对1—20MeV中子与~(59)Co核相互作用各反应道的反应截面用光学模型和统计理论进行了计算。统计理论包括带宽度涨落修正的豪斯-费许巴哈理论和予平衡发射理论。计算结果与评价过的实验数据进行了比较,除~(59)Co(n,p)反应道的高能段稍偏低外,其他计算结果均与实验值符合很好。最后给出了最佳拟合的光学模型参数。     

Purex流程萃取体系下相关组分的分配比模型 Ⅰ.U(Ⅳ)分配比模型

在MATLAB软件平台上,利用文献报道的610组U(Ⅳ)分配比数据分别对美国、印度及日本提出的3种不同的U(Ⅳ)分配比模型函数进行了验证,验证结果表明:3种模型计算值与实验值的相对偏差均至少在20%以上,其中以美国研究者提出的U(Ⅳ)分配比模型计算效果最佳,但仍无法直接用于模拟计算U(Ⅳ)的分配比。因此,为得到相对偏差较低的U(Ⅳ)分配比模型,以美国研究者提出的模型为基础进行修正,修正后的模型为D(U(Ⅳ))=K*(U(Ⅳ))c2(fTBP),其中K*(U(Ⅳ))=(1.4/(30×c(U(Ⅳ))+1))×K*(U(Ⅵ))×(0.054 1+0.000 658×c2(NO-3)),该模型使用范围为:平衡水相硝酸浓度为0.4~4.0mol/L,U(Ⅳ)质量浓度为5~50g/L,U(Ⅵ)质量浓度为15~150g/L,Pu(Ⅲ)质量浓度为0.4~36.3g/L,肼浓度为7×10-4~2mol/L,相对偏差在±15%以内。     

Purex流程共去污工艺计算机稳态模拟

在萃取串级理论基础上,建立了模拟“分液漏斗法”串级萃取实验操作的数学模型,编写了HNO₃、U和Pu体系的稳态模拟程序。利用文献报道的实验数据和计算数据,对该程序进行了验证。结果表明,该程序模拟萃取器逐渐达到稳态的过程中,各组分的浓度剖面与实验结果符合良好。在此基础上,利用该程序对1A工艺进行了安全分析和工艺寻优计算。结果表明,1AS流量变化对U、Pu收率的影响不大,1AX和1AF流量变化对U、Pu收率影响大。提高洗涤液酸度有利于扩展工艺操作弹性范围,但不利于U对稀土的去污。     

U(Ⅳ)对Pu(Ⅳ)的单级还原反萃数学模型

U(Ⅳ)是PUREX流程铀钚分离过程的还原剂。建立了30%TBP/煤油体系中U(Ⅳ)还原反萃Pu(Ⅳ)的单级迭代计算数学模型,并提出了相应的数学算法,编写了模拟连续逆流萃取器其中一级的计算机模拟程序,使用文献数据对模型和程序进行了验证,计算值与实验值符合良好,并与文献报道的模型的计算结果进行了比对,准确度要高于文献数学模型。     

中能质子入射的裂变产物质量分布计算

采用量子分子动力学和统计衰变模型以及半经验的多模裂变模型等方法,分别对由200 MeV左右质子入射锕系和非锕系重核引起裂变的裂变产物质量分布进行了计算,通过拟合190 MeV p ~(208)Pb和170 MeV p ~(238)U的裂变产物质量分布的实验数据,对锕系和非锕系重核分别给出了用于多模裂变模型的两组拟合参数。并采用这两组参数计算了190 MeV p ~(197)Au,184 MeV p ~(209)Bi和190 MeV p ~(232)Th的裂变产物质量分布,与实验值比较可以看出,采用这个方法能够得到符合实验数据的计算值,这两组参数也可以推广用于处于这一能区的重核裂变产物质量分布的描述。     

~6Li、~7Li、~9Be、~(12)C和~(16)O及相关奇特核普适光学模型势

<正>光学模型是原子核反应理论最基本和最重要的理论模型之一,光学模型势的研究是其关键。而光学模型势分为微观光学模型势和唯象光学模型势。在非相对论理论的基础上,仔细分析了国际上已有的~6Li、~7Li、~9Be、~(12)C和~(16)O核与不同靶核反应的反应截面和弹性散射角分布的实验测量结果,入射核能量在200 MeV以下,靶核质量数A     

中子与~(93)Nb和~(239)Pu反应数据的理论和评价

正中子与原子核反应数据是核科学研究和核工程设计的重要基础数据,也是核天体物理研究中的关键数据之一。93 Nb是重要的结构材料核,而239Pu是重要的燃料核。在中子与93 Nb反应的总截面、去弹性散射截面、弹性散射截面和弹性散射角分布角分布的实验结果基础上,给出了最佳的光学模型势。应用光学理论模型、预平衡反应的激子模型、多步预平衡反应模型、平衡态反应的理论模型、直接反应理论、核能级密度理论模型、轻粒子发射的理论模型等,计算了中子与93 Nb反应全套数据,结果与实验     

裂变鞍点态能级密度的系统学研究

在包含预平衡机制的蒸发模型基础上,利用现有的铀、钚同位素截面实验数据,对中子能量E_n为3～20 MeV范围激发核鞍点态能级密度进行了系统学研究,给出了单峰鞍点态能级密度的系统学表示并应用于统计理论计算。计算的铀、钚各同位素裂变截面值与实验值有较好的符合,因而可推广到非稳定U,Pu同位素中子核反应的统计理论计算中去。     

反射不对称壳模型对~(221,223)Ra的描述

原子核平均场中的八极形变成分会影响到原子核的单粒子轨道,进而影响原子核的转动带结构,并在奇A核能谱中表现出来,如“宇称二重带”的出现。因为奇A核的能谱性质直接与内禀宇称被破坏的单粒子轨道密切相关,所以八极形变奇A核能谱的研究在原子核反射不对称性研究方面占有特别重要的地位。本工作推广反射不对称壳模型(RASM)以描述八极形变奇A核。作为理论的初次应用,对典型八极形变奇A核221,223Ra进行了计算。计算结果很好再现了实验,221Ra的K=5/2宇称二重带和223Ra的K=3/2宇称二重带,两个核的基态自旋和宇称也都被正确地再现(图1,2)。…     

铁的中子反应数据的计算

该工作利用现有的实验数据对天然铁~NFe(包括~(54)Fe,~(56)Fe和~(57)Fe)在中子入射能量为0.1-20 MeV范围内的中子反应数据进行了计算。采用的理论模型是光学模型、带宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论(WHF)以及包括预平衡发射的蒸发模型(YPH)。无论是天然元素还是同位素,理论计算结果和实验数据符合尚好。     

自动获得300 MeV以下能区光学模型势参数的程序APMN

光学模型是在核数据计算和评价中所使用的最重要的理论之一。光学模型的计算结果主要取决于它的模型势参数。于是选择和调整光学模型势参数成为核数据计算的关键步骤。APMN是自动获得300 MeV以下能区光学模型势参数的程序,它适用于非裂变的中重靶核和轻入射粒子n,p,d,t,3He和α。 在该程序中光学模型势参数是利用改进的最速下降法根据实验数据得到的,所得到的一组光学模型势参数可适用于1个核,也可适用于多个(上限为40)核。