一种短寿命不稳定核（n,2n）反应截面测量方法与流程

本发明属于核数据测量，具体涉及一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法。

背景技术：

1、核的(n,2n)截面是核数据中非常重要的一类截面数据，因为(n,2n)截面不仅直接关系到核能系统的中子增殖问题，其对核素通过反应和衰变发生相互的转化也具有直接的影响。随着核能装置如反应堆等对设计精细化、高安全性、低冗余度的需求，不稳定核素的(n,2n)截面数据变得越来越不可或缺。但是由于短寿命不稳定核素寿命短、放射性强、制靶和辐射防护困难等原因，绝大部分短寿命的不稳定核素(n,2n)截面实验测量数据仍然是空白，严重影响着核装置的工程设计进步。

2、目前，短寿命不稳定核的(n,2n)截面主要通过理论编评方法获得：其主要原理是利用已有的模型或者微观理论计算已有实验数据的短寿命核素相邻的稳定核素，通过已有相邻核的实验数据确定理论计算输入参数。然后利用确定的参数来计算短寿命不稳定核的(n,2n)截面。这种方法各种理论模型计算的截面数据通常差异较大，难以获得令人满意的结果。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法以实现对短寿命不稳定核(n,2n)反应截面的测量。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，包括步骤：进行样品反应截面在线测量，获取出射带电粒子数；进行样品反应截面离线测量；根据样品反应截面的测量结果，计算得到目标(n，d)反应截面；利用出射带电粒子数与目标(n，d)反应截面的比值得到目标(n，2n)反应截面。

3、进一步，所述样品反应截面在线测量具体为：测量168er(p,d)167er反应的出射粒子d。

4、进一步，所述在线测量时，建立硅半导体δε-e粒子望远镜探测器系统。

5、进一步，所述系统δε-e单元采用si微条探测器，用于鉴别p，d，t，α粒子。

6、进一步，所述在线测量时，选用20mev、18mev、16mev、14mev、12mev五个能量质子。

7、进一步，所述望远镜探测器采用50cm×50cm尺寸16×16单元双面硅条探测器一片和四分硅探测器二片。

8、进一步，所述样品反应截面离线测量具体为：进行168er(p,2n)167tm反应离线测量。

9、进一步，所述离线测量时，需要首先完成叠靶在串列加速器上的21mev质子辐照，通过质子在厚靶中的能损形成不同靶片相应不同质子入射能量效果，以确定靶片厚度。

10、进一步，所述靶片厚度为100um，数量为5片，覆盖12～20mev能区。

11、进一步，所述辐照结束后，需要将所述靶片冷却后取出拆分，轮流分别置于2套宽能型高纯锗探测系统进行167tm放射性检测以测量出射道反应数。

12、进一步，所述计算得到目标(n，d)反应截面具体为：利用167er(d,n)反应实验测量截面，通过细致平衡原理计算得到逆反应168tm(n,d)截面。

13、进一步，所述计算得到目标(n，d)反应截面后，还需检验结果及进行可靠性和稳定性分析。

14、进一步，所述检验结果具体为：168er(p,α)165ho反应实现。

15、进一步，所述可靠性和稳定性分析具体为：在同一次实验中同时测量各种出射粒子。

16、本发明的效果在于：利用带电粒子与稳定核反应产生与(n,2n)反应相同复合核的方法实现对短寿命不稳定核的(n,2n)截面的测量，解决了短寿命核无法制靶、放射性强难以防护等问题，实现短寿命核(n,2n)反应截面的间接测量。通过测量(n,2n)反应道产生的剩余核伽马放射性来完成测量，避开了2n测量的难题。通过同一个反应和其他反应道来约束理论计算输入参数，保证了计算结果的可靠性。同时可以考虑用同样方法测量一个有直接测量截面数据的稳定核(n,2n)截面从而对测量结果准确度进行检验。

技术特征：

1.一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

4.如权利要求3所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

6.如权利要求3所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

7.如权利要求1所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

8.如权利要求7所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

9.如权利要求8所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

11.如权利要求1所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

12.如权利要求1所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

13.如权利要求12所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

14.如权利要求12所述的一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，其特征在于：

技术总结本发明涉及一种短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法，包括步骤：进行样品反应截面在线测量，获取出射带电粒子数；进行样品反应截面离线测量；根据样品反应截面的测量结果，计算得到目标(n，d)反应截面；利用出射带电粒子数与目标(n，d)反应截面的比值得到目标(n，2n)反应截面。采用本发明所述的短寿命不稳定核(n,2n)反应截面测量方法可实现对短寿命不稳定核(n,2n)反应截面的测量。技术研发人员：冯晶,阮锡超,赵亦轩,陈永静,刘世龙,杨毅,刘超受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/25