p ~(209)Bi核反应微观数据的理论计算

利用光学模型、激子模型、蒸发模型及扭曲波玻恩近似理论,对入射能量从阈能到300 MeV,质子入射309Bi的中子反应截面、剩余核产生截面、出射粒子的多重数等进行了理论计算和分析,并将计算结果与实验数据进行了比较。同时得到一组能量到300MeV与实验数据符合很好的光学势参数。     

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。     

p+~(107,109)Ag核反应数据的计算和分析

本工作通过理论计算的方法获得了一套适合入射能量为从阈值到200 MeV的p+107,109 Ag核反应全套微观数据。首先,使用光学模型理论进行调参计算,得到了一套适合入射能量为从阈值到340MeV的p+107,109 Ag核反应Becchetti-Greenlees光学势参数,这套参数与实验数据符合很好。其次,在这套光学势参数的基础上用扭曲波玻恩近似对入射能量从阈值到200MeV的p+107,109 Ag直接非弹性散射截面进行了计算。最后,使用核反应统计理论计算了入射能量从阈值到200MeV的p+107,109 Ag核反应各反应道的截面和出射粒子能谱,得到了该能区p+107,109 Ag核反应全套微观数据。将所有计算值与实验数据进行比较,结果表明,所得到的全套微观数据与实验数据符合很好。     

~(209)Bi中子反应双微分截面的理论计算和分析

根据209Bi与中子反应的总截面、弹性散射截面、去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据,应用自动调整光学模型势参数程序,得到了一组中子的光学模型势参数;使用这组参数和中子能量在20 MeV以下的核反应理论计算程序并考虑了中子直接非弹性散射的贡献,计算了209Bi与中子反应的所有截面、角分布和能谱,特别是发射中子、质子、氘、氚和α 粒子的双微分截面,γ产生截面和γ产生谱。理论计算结果与实验数据和评价库的结果进行了比较和分析,结果表明:无论是反应截面,还是能谱,现在的结果比ENDF/B-6和JENDL-3评价库中的结果与实验数据符合的更好、更合理。理论计算结果以ENDF/B-6格式推荐并提供使用。     

利用12C+96Zr弹性散射角分布研究96Zr的中子皮

中子皮是原子核的关键物理参数之一,对非对称核物质状态方程有重要的约束作用。本工作主要利用¹²C+⁹⁶Zr弹性散射角分布研究⁹⁶Zr的中子皮,首先采用Woods-Saxon势,通过改变实部势参数得到与实验数据拟合最优的1组光学势参数,然后利用双折叠势模型（DFM）计算⁹⁶Zr在不同中子密度分布下与¹²C的相互作用势,通过比较两组相互作用势,找出与最佳光学势对应的⁹⁶Zr核的中子分布均方根半径,从而得到⁹⁶Zr的中子皮厚度为0.087 fm,此结果与其他研究结果在误差范围内符合很好。     

利用~(12)C+~(96)Zr弹性散射角分布研究~(96)Zr的中子皮

中子皮是原子核的关键物理参数之一,对非对称核物质状态方程有重要的约束作用。本工作主要利用~(12)C+~(96)Zr弹性散射角分布研究~(96)Zr的中子皮,首先采用Woods-Saxon势,通过改变实部势参数得到与实验数据拟合最优的1组光学势参数,然后利用双折叠势模型(DFM)计算~(96)Zr在不同中子密度分布下与~(12)C的相互作用势,通过比较两组相互作用势,找出与最佳光学势对应的~(96)Zr核的中子分布均方根半径,从而得到~(96)Zr的中子皮厚度为0.087 fm,此结果与其他研究结果在误差范围内符合很好。     

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。     

中子与58,60Ni反应的理论计算

根据中子与天然Ni及其同位素反应的总截面、去弹截面和弹性散射角分布的实验数据，得到中子的光学模型势参量。应用得到的光学模型势参量，根据光学模型、统一的Hauser-Feshbach和激子模型理论以及扭曲波玻恩近似理论，系统计算和分析了中子与^58,60Ni反应的非弹散射角分布和双微分截面，理论结果与实验很好地一致。     

中子入射钆核反应的理论计算

在光学模型的假设下,以中子与钆核反应的总截面、弹性散射角分布等实验数据作为基础,使用APMN程序寻求到一组描述这个反应过程的光学势参数。在扭曲波波恩近似理论下,应用DPPM程序计算核反应过程的直接非弹性散射部分。应用以上结果,使用基于球形光学势理论、统一的Hauser-Feshbach理论的UNF程序,计算核反应过程中的各种截面,中子数据以及各种反应道的出射道的截面。在计算完各种数据后,与实验数据比较并给出没有实验数据区域的理论结果。     

中子与^181Ta反应的理论计算

本工作运用TALYS程序对中国评价核数据库中重要结构材料核Ta的全套中子数据进行了模型计算。根据中子与^181Ta反应的全截面、弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据，对Koning和Delaroche给出的中子普适光学势参数进行调节，得到一组适用于能量范围在0．1～30MeV之间、中子与^181Ta反应的光学模型势参数。     

符合效率示踪法测量99Tc活度

利用⁶⁰Co作为示踪核素,采用4πβ-γ符合法绝对测量了示踪核素⁶⁰Co溶液和⁶⁰Co+⁹⁹Tc混合溶液的比活度,采用效率示踪法计算得到被示踪核素⁹⁹Tc溶液的比活度,最终标定⁹⁹Tc溶液的比活度为(70.8±1.8)Bq•mg^-1（k=2）,满足计量保障要求。     

钴调节棒在堆芯内的发热分析

秦山三期CANDU-6型重水堆中,为了生产工业和医用⁶⁰Co源,采用钴调节棒替换不锈钢调节棒。钴棒由于受到中子及γ射线照射产生热量,此外,⁵⁹Co被活化变成⁶⁰Co,而⁶⁰Co衰变放出的射线被调节棒自身吸收也会产生热量。因此,有必要研究钴调节棒的发热变化,为进一步分析钴调节棒的温度场及慢化剂的热负荷提供设计输入。本工作采用MCNP程序模拟秦山三期CANDU-6型重水堆的全堆芯（包括燃料、控制棒、调节棒、冷却剂和慢化剂等）几何结构,研究不锈钢调节棒和钴调节棒的发热率。将基于上述钴调节棒计算结果的最大发热率提供给热工进行稳态和事故分析,确保反应堆热工安全性。     

加速器屏蔽体中氚的提取和比活度测量

使用红外炉发展了一种从活化混凝土中提取氚的方法。通过研究氚的提取效率与加热温度、加热时间的关系,获得了氚的提取优化条件为在800℃下加热30min,Ar气流量设置为200mL/min。氚由两个冷凝管收集,然后装到1个小玻璃瓶中,与液体闪烁体混合,使用液体闪烁计数器计数。使用这种方法提取氚只需55min。相对于使用电子炉提取氚的方法,氚的提取效率可达到100%。收集了两个加速器屏蔽体中的混凝土样品,测量了样品中的γ射线核素和氚的放射性比活度。结果显示,氚的比活度与¹⁵²Eu和⁶⁰Co的比活度有很强的相关性。可得出结论：氚主要产生于热中子俘获反应⁶Li(n,α)³H。因而,可使用⁶⁰Co的放射性比活度简单估计活化的混凝土样品中氚的放射性比活度。     

行李放射性检测装置的研制

行李放射性检测装置可与现有X射线安全检测装置联合用于放射性安全检测。该装置采用NaI(Tl)探测器，用移动平均法进行放射性检测。在本底为0.1μGy/h、行李移动速度小于0.2m/s条件下，该装置对 ¹³⁷Cs、⁶⁰Co、¹³³Ba核素的可探测活度下限分别为6.7×10³、3.7×10³、6.7×10³Bq，对富集度为90%的U样品，探测质量下限为2g。     

球形石墨空腔电离室壁修正因子的Monte-Carlo模拟和实验测量

采用Monte-Carlo模拟和实验测量两种方法对30cm³球形石墨空腔电离室在⁶⁰Coγ射线下的壁修因子Kwall进行研究。实验和模拟计算结果的比较表明，传统的线性外推法确定的壁修正能基准组的30cm³和50cm³球形石墨空腔电离室在⁶⁰Coγ射线下的相对电离电流和壁修正因子进行了Monte-Carlo模拟计算，计算的相对电离电流值与NIST发布的实验测量值在0.12%内吻合。     

CANDU重水反应堆钴调节棒组件结构设计

利用秦山三期CANDU重水反应堆生产⁶⁰Co放射源具有活度高、产量高、成本低等优点。CANDU重水反应堆原有的21个不锈钢调节棒组件改成同样数量和位置的钴调节棒组件后,在保持原来调节棒功能的条件下,利用⁵⁹Co吸收中子转变为⁶⁰Co,生产放射性钴源。本工作详细阐述了钴调节棒组件设计要求及结构设计过程中与各种设计接口之间的关系,并通过对设计的钴调节棒组件进行结构完整性分析、提插棒时间分析及跌落事故分析,论证了其在重水反应堆内运行的安全性。经反应堆成功运行经验证明,钴调节棒组件结构设计安全可靠。     

IAEA国际比对样品的γ谱分析

本实验室使用超低本底HPGe γ谱仪参加了2006年IAEA组织的γ核素放射性活度测量比对.按比对要求测量了土壤和水样中54Mn, 60Co, 65Zn, 134Cs, 137Cs, 241Am, 109Cd, 210Pb以及草样中的40K, 137Cs.使用无源效率刻度软件LabSOCS对HPGe γ谱仪进行效率刻度,γ谱分析采用Genie 2000分析软件.与IAEA的参考值相比,本实验室报出的测量值的总体接受率为89%,不被接受率为0,高于327个参加比对实验室分析结果为64%的总体可接受率,明显低于29%的总体不被接受率.     

用于卫星探测X、γ射线的大灵敏面积CdZnTe探测器的研发

CdZnTe(CZT)探测器不需要低温制冷就可在30～600keV较宽的能量范围内得到较好的空间和能量分辨,已成为研究宇宙空间X、γ射线场重要的探测器。本工作研究将4个甄别级10mm×10mm×5mmCZT平面探测器进行改制,并将其并联拼接成20mm×20mm×5mm较大面积的CZT探测器。经测试,大面积CZT探测器对¹²⁵I、²⁴¹Am、⁵⁷Co、¹³³Ba、¹³⁷Cs具有较好的能量线性响应,对¹³⁷Cs的662keVγ射线有较好的能量分辨。     

YAP：Ce闪烁探测器γ射线能量响应研究

使用新型YAP：Ce无机晶体配大线性电流光电倍增管组成闪烁探测系统，采用散射法将⁶⁰Co源（约2.2×10¹⁴ Bq）散射为单能γ射线，实验测量探测器系统的γ射线灵敏度，并结合计算机数值模拟计算对数据进行分析处理。新型YAP：Ce无机晶体对γ射线的灵敏度相对较高，是同体积CeF₃晶体的10倍多。采用YAP：Ce无机晶体比CeF₃晶体更有利于γ射线测量。      

点源效率函数确定大体积样品的HPGe探测器γ射线峰效率

利用HPGe g谱仪,用²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co混合点源分别测量样品在5个高度上、不同剖面、不同位置的全能峰效率,通过最小二乘拟合确定了点源峰效率函数的拟合参数,用该点源效率函数对f75 mm×25 mm的土壤样品的半径和高度数值积分计算可得到59.54、661.66、1 173.2、1 332.5 keV γ射线全能峰效率。将点源效率函数数值积分计算的体源全能峰效率与实测标准体源全能峰效率以及LabSOCS无源效率刻度结果进行比较,相对偏差在10%内符合,说明该点源效率函数参数确定方法是正确的。同时,该点源效率函数在计算任意几何形状的样品得到了应用,积分计算了球状样品的探测效率,并与LabSOCS无源效率刻度结果进行比较,两者相对偏差在10%内符合。