200MeV能量范围内光子诱发50,51V与209Bi核反应数据评价

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shidai19860115
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光核反应数据(Photonuclear Data,PD)是核装置输运计算中的重要数据,同时在核废料嬗变、放射性医疗、器件辐射损伤、爆炸物检测以及基础核天体研究等多领域都有重要价值。从二十世纪五十年代开始,从韧致辐射光谱到正电子湮灭准单能光源再到激光康普顿背散射光源,人们一直在建立并改善测量条件以得到更好的光核反应实验值。同时,美国和国际原子能机构(IAEA)发起国际合作评价光核数据,1999年形成了IAEA-PD库供研究者使用。但受到当时实验方法与评价水平的限制,该PD数据质量与数量均无法满足应用需要。近年来,随着日本、罗马尼亚、中国等大型LCS装置的建立和环比探测技术的发展,一批高水平光核反应实验测量已经出现。IAEA从2016年发起新一期国际合作更新IAEA-PD数据库,中国核数据中心参加了该项目,与南开大学合作建立了全新的中重核光核反应计算程序MEND-G,能量可达200MeV。基于以上研究,本工作针对200MeV范围内,光子诱发结构材料核钒(50,51V)和铋(209Bi)核反应数据进行全新评价研究:首先,系统收集50,51V、209Bi光核反应截面实验数据,通过对不同实验装置光子吸收截面,总、分光中子截面,中子产额截面以及带电粒子截面测量的比对分析,特别对法国Saclay与美国Lawrence Livemore测量的分歧,以及日本Konan的最新测量数据予以关注,确定了本工作理论计算所依据的实验基础;第二,采用简化修正洛伦兹模型(SMLO)计算巨偶极共振(GDR),同时结合准氘模型,对三个核素的实验光子吸收截面进行理论分析,得到200MeV范围内的光子强度函数,进而给出光子吸收截面,作为下一步光核反应的输入;第三,采用最新理论程序MEND-G计算光子与50,51V、209Bi反应。在实验数据约束下,通过优化复合核平衡、预平衡发射的主要模型参数,系统计算得到分光中子、带电粒子发射的竞争反应截面,经过与日本、欧洲的评价和实验比对,结果显示本工作可以更好的、全面系统的描述实验测量,并且物理参数合理;最后,本工作从最小二乘法出发,初步探索了209Bi光核反应截面理论计算值的不确定度。通过计算重要物理参数灵敏度与模型参数不确定度估计,初步导出光核反应截面的不确定度,并与实验不确定度范围进行了比对分析。本工作所得光核反应数据已经完成国际标准ENDF-6库格式输出,相关数据文档收录在即将发布的中国CENDL-3.2光核子库中。
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