30MeV以下中子诱发12C、16O轻核反应的kerma系数研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuyongliang0907
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Kerma(kinetic energy released in materials)系数对于确定核工程中材料、元件的辐照损伤,热工系统的传热、载热,辐射保护以及核医学中确定放射治疗的辐照剂量等方面,都起着关键作用。其中12C、16O是两种应用最广、最重要的核素。本论文在新轻核反应理论模型基础上,得到了在轻核反应中各个反应道上各种带电粒子及反冲核kerma系数的计算公式其中ktot为反应的总kerma系数, kj为该反应中第j种粒子的kerma系数。En表示入射中子能量;σijk ( En)表示与入射中子能量有关的,在第i反应道中出射第j种带电粒子后,剩余核处于第k能级时带电粒子或反冲核的截面(用barn为单位);ε|-ijk表示在实验室系下第i反应道中出射第j种带电粒子或反冲核的平均能量(单位用MeV),且该能量是受剩余核所处第k能级影响的。我们给出的计算kerma系数公式所包含的信息更加详细和全面,这在国际上尚属首次。在此基础上利用改进的LUNF程序,研究了30MeV以下n+12C、n+16O核反应中各种带电粒子及反冲核的分kerma系数和总kerma系数。对于上述两反应分别计算了α、质子、氘核、氚核、3He、6Li等带电粒子和弹性反冲核的分kerma系数及总kerma系数,其结果能很好的符合实验数据。在计算n+12C、n+16O核反应的kerma系数时,分别对反应道进行了详细的分析,推导了不同反应道出射粒子在实验室系下的能量表示形式,并各自得到了n+12C和n+16O反应的一套新光学势参数。另外,由于轻核反应截面在入射低能区有类似共振形式的结构,特别是弹性散射反应道和非弹散射反应道,而轻核反应模型对弹性散射截面的计算不能重现此种类似共振的结构。为改善此种状况,我们对于n+12C核反应,借鉴了我国最新的CENDL-3.1中子评价核数据库中弹性散射反应截面和弹性角分布的第一阶Legendre系数的评价值;而对于n+16O核反应则借鉴了美国最新的ENDF/B-VIIb.3中子评价核数据库中弹性散射反应截面和弹性角分布的第一阶Legendre系数的评价值,从而能再现低能区弹性反冲kerma系数及总kerma系数的类似共振形式结构,并与实验数据相符合。本文对n+12C、n+16O核反应kerma系数的研究是对轻核反应模型理论应用方面的一个重要进展,有望能解决国际上在低能区没有合适理论模型评价轻核反应kerma系数这一难题,同时可将此方法进一步推广到其它核素、实用材料、生物组织替代物及肿瘤治疗方面,从而能为核工程及核医学等领域提供实际可用的kerma系数评价数据。
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