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《聚变中子产额铜活化测定法γ-γ符合计数系统的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第13卷 第5期强激光与粒子束Vol.13,No.52001年9月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSSep.,2001文章编号:100124322(2001)0520599204X聚变中子产额铜活化法C-C符合计数系统的研制111111冯 杰, 王大海, 杨存榜, 陈玉婷, 温树槐, 郑志坚,222222张一云, 白立新, 吴丽萍, 徐家云, 赵庆昌, 孙大成(1.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;2.四川大学核物理教研室,四川成都610064) 摘 要:介绍了测定聚变中子产额铜活化法的原理、C2C符合计数系统
2、、软件结构和功能、标定等。C2C符合计数系统中,辐照样品的计数指令发出后,计数、存储、数据处理到输出最终测量报告,全部由计算机进行控制,提高了数据的可靠性和工作效率。 关键词:激光核聚变;中子产额;铜活化;C2C符合计数 中图分类号:TL816.3;TL822.3文献标识码:A 惯性约束聚变的主要目标是通过靶丸上入射能量的沉积,球形内爆,把含热核燃料的小丸压缩到高温高密度,达到热核反应条件,产生热核反应。测量聚变中子产额是判断是否达到热核反应条件的最灵敏的和最直接的指示。当壳材料与燃料出现混合,或压缩对称性变差时,Yn(中子产额)迅速下降。中子产额的高低与
3、诸多因素有关,它是理论、实验、制靶和激光器件水平等的综合反应。测定中子产额有多种方7法。神光II驱动器的水平,对于直接驱动,Yn初步预计约为10中子ö脉冲。采用铜活化C2C符合测定方[1～3]法是比较适合的方法。活化法测定14MeV氘氚中子产额是成熟的技术。近年来由于计算机和电子技术的快速发展,我们在原有的基础作了改进,引入计算机记录和控制相关的硬件和软件,引入新的数据处理和新的触发方式,提高了数据获取的的可靠性、产额测定的精确度和工作效率。为适合实验场地22变动,计数系统要拆装的特点,我们采用Na作为监测重复性的标准。1 测定原理 中子与被激活元素相互作用,
4、形成不稳定同位素,测定不稳定同位素的B和C射线活度,就可以获得中子源强。测定14.1MeVDT中子产额,最常用的636362激活元素是Cu,采用的核反应道为Cu(n,2n)+Cu。产生C射线的过程如图1。B湮没是瞬时发生的。基于动量守恒,湮没产生的两个能量01511MeV的C光子近似成180°。采用C2C符合计数系统,测定上述反应道的符合计数,借助加速器上对样品进行标定的结果,从而获得聚变产额。6362 该方法优点:(1)Cu(n,2n)Cu反应具有Fig.1Schematicof63Cuneutronactivation极高的阈值(10.9MeV),又采用的
5、是C2C符合测量图163Cu中子活化示意图方法,排除了影响样品原子活化数量的一些干扰因素,如散射中子、宇宙射线、散射C射线等。(2)9174min的半衰期对计数和转移样品都较合适。(3)宽量程,能确保不同发次实验数据之间的可比性。(4)不存在现场电磁干扰。7 预计神光II首次内爆实验中子产额约为10中子ö脉冲,样品不可能离靶太近,所以我们选用大而X收稿日期:2001202212;修订日期:2001205215基金项目:国家863惯性约束聚变领域资助项目(863241623)作者简介:冯 杰(19412),男,研究员,目前从事惯性约束聚变物理诊断工作;绵阳市91
6、92986信箱。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.600强激光与粒子束第13卷厚的铜样品(<70×10样品)。这类大而厚的辐照样品产额的计算公式,尚未公开报道。根据原子核物理,在激光核聚变的情况下(Kt0n1,中子源各向同性),我们推导获得产额的计算公式ac(t0)1st0=(1)Kdh(1-)22d+rst0就是一个脉冲的中子产额(中子ö脉冲,其中s为源强,即单位时间源向周围4P空间发出的中子数,t0-1为中子脉冲宽度)。K衰变常数(s);圆盘样品的半径为r(cm),厚
7、度为h(cm),圆盘面垂直于靶和圆盘中心连线,d(cm)为靶点到样品1ö2厚度处的距离;c(t0)为停止辐射时刻t0的计数率;a称为刻度因子,它与系统计数效率、样品参数和自吸收有关)。刻度因子来自标定实验,c(t0)由活化样品衰减曲线获得,代入(1)式,获得中子产额。2C2C符合计数系统C2C符合计数系统的方框图如图2。NaI探头、光电倍增管和前端放大器全置于铅屏蔽室内,一次脉冲可以辐照两个样品,两个样品交替测量。Fig.2DiagramofC2Ccoincidencecountingsystem图2C2C符合计数系统方框图2222 为适合实验场地变动,计数系
8、统要拆装的特点,计数系统
