中子反应总截面测量系统关联不确定度的模拟

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1、中子反应总截面测量系统关联不确定度的模拟刘龙祥王宏伟王小鹤浮海娟张桂林韩建龙盥继峰中国科学院上海应用物理研宄所中国科学院大学上海大学材料科学与工程学院在15MeV电子加速器驱动的白光中子源装置上进行了铍材料的中子总反应截面测量，测量结果与已有实验数据和ENDF/VII.1数据库的评价数据基本符合。为了得到由于加速器束流波动、飞行路径测量、靶厚度测量以及获取系统死时间等引起的测量系统的关联不确定度，利用Geant4模拟软件对整个实验装置、实验过程进行了模拟，经过对模拟中使用的中子反应总截面与模拟计算得到截面的比较分析，得到了实验系统关联不确定度的估计值。在模拟中采用了局部区域增加权重的方法

2、来降低模拟运算时间。对模拟得到的屮子飞行时间谱与实验测量得到的飞行时间谱进行了比较，并且对探测器处的中子产额也进行了比较，以此来验证模拟程序的可靠性。关键词：屮子反应总截面;系统关联不确定度;Geemt4;飞行时间;透射法;铍靶;基金：国家自然科学基金项B(11475245)Correlateduncertaintiesofmeasuringneutrontotalcross-sectionswithsimulationLiuLongxiangWangHongweiWangXiaoheFuHaijuanZhangGuilinHangJianlongHuJifengShanghaiInst

3、ituteofAppliedPhysics,ChineseAcademyofSciences;Abstract：Asystemformeasuringneutrontotalcrosssection,thePhoto-NeutronSource(PNS,phase1)，hasbeendevelopedfortheacquisitionofnucleardatafromtheThoriumMoltenSaltReactor(TMSR)attheShanghaiInstituteofAppliedPhysics(SINAP).Itisalsousedinthestudyofneutronde

4、tectorandtheirradiationmaterialaboutreactor.Theneutrontotalcrosssectionsofberylliumweremeasuredintheneutronenergyregionfrom0.007to0.100eV.ThepresentmeasurementresultwascomparedwiththeexistedexperimentalandtheevaluateddataofENDF/VII.1.ThecorrelateduncertaintiesweredeterminedbyusingGeantdMonteCarlo

5、simulationmethod.Tnordertoreducethecalculationtime,thelocalweightedmethodwasusedinthesimulation.Theneutrontimeofflightspectrumandtheneutronyieldatthedetectorpositioninexperimentandsimulationwerecompared.Keyword：neutrontotalcross'section;correlateduncertainties;Geant4;timeofflight;transmissionmeth

6、od;beryllium;利用透射法对中子反应总截面的测量已经有七十多年的历史，随着科学技术的发展，测量方法一直在不断地改进，中子的能量测量范围在不断地拓展。1941年，Hanstein利用共振峰的方法来确定慢化中子的能量，这种方法的劣势是只能确定中子能量的几个点£11。1947年，Brill和Lichtenberger利用旋转子机制对慢中子进行速度选择，这是飞行时间法（T0F）测量中子能量的原型［2-3］。后来，质子脉冲束和电子脉冲束产生中子的技术得到了极大的发展中子源就不再仅限于反应堆了，可测量的中子能量范围得到了极大的拓展。一种通过蒙特卡罗模拟和实验相结合来确定吋间依赖性本底的方法

7、被引入到中子总截面的测量屮，这促进/模拟在实验屮的应用III。2010年，波形数字化技术被应用到中子总截而的测量中M。中子反应总截而测量的不确定度主要由两部分组成:一部分是非关联不确定度（统计不确定度），一部分是关联不确定度。统计不确定度可以利用公式直接计算得到，但是关联不确定度一直以来多是通过粗略的评估，很难做到较为严格的估计。本文通过模拟的方法，对可能影响到关联不确定度的因素都考虑到模拟中，将最终的模拟计算截面与模拟中使用的截面