[發(fā)明專利]一種高通量氘-氚中子發(fā)生器中子平均能量的確定方法

有效

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• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107238856B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 蘭長林;江歷陽;解保林;張毅;阮錫超;聶陽波;潘小東;彭猛;邱奕嘉
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種高通量氘?氚中子發(fā)生器中子平均能量的確定方法，利用⁵⁹Co(n,2n)⁵⁸Co與⁵⁹Co(n,p)⁵⁹Fe截面比確定在高通量、長時間輻照情況下的平均能量計算公式；采用D?T源輻照4組樣品實驗，每組樣品均由兩片Nb，一片Zr和一片Co組成，并用伽馬譜儀測量伽馬能譜；對所述實驗室測得的伽馬能譜數(shù)據(jù)進行處理，獲得相應特征伽馬射線的全能峰計數(shù)；對伽馬能譜進行解譜處理，獲得真實的全能峰計數(shù)；將相應數(shù)據(jù)代入步驟一中平均中子能量計算公式，驗證方法的可靠性。本發(fā)明的有益效果是能夠測量較為極端下的中子能量，并且測量結果精確。

技術領域

本發(fā)明屬于實驗核物理中的中子應用技術領域，涉及一種高通量氘-氚(D-T)中子發(fā)生器中子平均能量的確定方法。

背景技術

D-T中子源產生的中子能量能達到14MeV能區(qū)附近，在此范圍內，T(d,n)⁴He反應截面大，中子產額高。同時D-T中子源的單色性好，可以測量單能點下的反應截面。在中子核反應試驗中，最先考慮并確定的物理量就是入射中子能量，它是使得反應截面有意義的基礎，當前14MeV中子主要是由D-T反應得到。中子能量確定有反沖質子法、核反應法、飛行時間法等；但是在強流、旋轉靶以及中子源距離樣品過近的情況下，這幾種方法均不適用，而且在多能點進行測量時，用這幾種方法過于繁瑣。不能測量較為極端下的中子能量，并且測量結果不精確。

在測量一些具有天然放射性物質的中子核反應截面時，因為物質本身就在不停的釋放射線，在測量時可能會產生非常強的本底，將由輻照產生的全能峰覆蓋，所以為了避免這種情況，我們需要大中子注量率、長時間的對放射性樣品進行照射，從而使得相應的計數(shù)能比本底有絕對的優(yōu)勢。

測量子核半衰期較長的反應道和一些具有天然放射性的重核的反應道時。為了獲得高中子注量率，需將樣品緊貼靶頭，這種情況下測中子能量，需將樣品加工的足夠小、足夠薄，而采用鈮鋯截面比法需要鈮鋯兩種樣品，樣品質量引起的不確定度會增大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種高通量氘-氚中子發(fā)生器中子平均能量的確定方法，解決了現(xiàn)有的測量方法不能測量較為極端下的中子能量，并且測量結果不精確的問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是按照以下步驟進行：

步驟一：利用⁵⁹Co(n,2n)⁵⁸Co與⁵⁹Co(n,p)⁵⁹Fe截面比確定在高通量、長時間輻照情況下的修正截面比的計算公式；

σ為反應截面，ε^P為所測的特征射線全能峰效率；I_γ為特征射線的強度；η為所測的同位素豐度；λ為衰變常數(shù)；T是總的中子照射時間；T₁為從照射結束到測量開始的時間間隔，T₂為照射結束到測量結束的時間間隔；C為實測的全能峰面積；F為總的活度校正因子；

步驟二：采用D-T源輻照4組樣品實驗，每組樣品均由兩片Nb，一片Zr和一片Co組成，并用伽馬譜儀測量伽馬能譜；

步驟三：對所述實驗室測得的伽馬能譜數(shù)據(jù)進行處理，獲得相應特征伽馬射線的全能峰計數(shù)；對伽馬能譜進行解譜處理，獲得真實的全能峰計數(shù)；將相應數(shù)據(jù)代入步驟一中平均中子能量計算公式，驗證方法的可靠性。

進一步，步驟一中下標Co表示⁹Co(n,2n)⁵⁸Co，下標Fe表示⁵⁹Co(n,p)⁵⁹Fe，