铅和铅铋样品中子截面宏观检验实验初步研究

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铅基材料作为快中子增殖堆和加速器驱动次临界系统的理想冷却剂材料,其评价中子核数据的准确性直接影响到两类装置的设计和安全,因此有必要开展中子学宏观实验以验证现有铅基材料评价中子截面数据的质量。本文基于中国原子能研究院的D-T脉冲中子发生器对铅和铅铋样品进行了中子泄漏谱的实验测量。采用飞行时间法,通过BC501A液闪探测器记录了铅和铅铋样品的泄漏中子谱。并利用超级蒙特卡罗核计算分析软件系统SuperMC建立实验的计算模型,分别使用ENDF/B-Ⅶ.1、JEFF-3.1和JENDL-4.0数据库对实验开展了数值模拟研究。通过对比实验谱与模拟谱,对铅和铋的中子截面数据进行了评价。并针对实验和计算的差别进行了敏感性分析,找出可能存在问题的反应道。分析结果表明,在铅实验中,JEFF-3.1、JENDL-4.0和ENDF/B-Ⅶ.1的模拟结果与实验结果总体符合较好,但在2.5-10.5MeV能段与实验结果存在一定差异。通过进行铅各反应道对差异部分的敏感性分析,发现JEFF-3.1和ENDF/B-Ⅶ.1数据库208Pb的(n,2n)截面与JENDL-4.0数据库20sPb的连续非弹截面对能谱影响明显,可能是造成模拟值与实验值差异的原因;对于铅铋样品实验,发现ENDF/B-Ⅶ.1的模拟结果和实验结果存在明显差异,尤其在5.5-7MeV能段。通过对ENDF/B-Ⅶ.1中209Bi有关截面的敏感性分析,发现209Bi的(n,2n)截面对能谱有明显影响。通过读取三个数据库209Bi的(n,2n)截面数据,基本确定模拟值与实验值之间的较大差异与ENDF/B-Ⅶ.1数据库209Bi的(n,2n)截面缺少角度分布数据有关。
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