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《~(180)Hf与~(235)U平均俘获裂变截面比测量》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31卷第1期原子能科学技术Vol.31,No.11997年1月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan.19971802353Hf与U平均俘获裂变截面比测量黄瑞良 郝樊华 李正通 熊宗华(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,成都,610003)利用“背靠背”双裂变电离室和活化箔片技术,在两座脉冲反应堆稳态运行的中子场条件下,180235测量了Hf与U的平均俘获裂变截面比。在En为1124和1159MeV时,其截面比分别为:l(180l(235RCHf)öRfU)
2、=0103828(1±313%)和0103309(1±313%)。180235关键词HfU 截面比235235在用U作裂变材料的核反应堆和有U裂变反应发生的实验中,为了要知道U裂变反应的深度和U材料的消耗,需要建立一种有效的监测方法。在裂变反应产生的中子能谱条180181169197235件下,Hf、Ta、Tm、Au等核素的(n,C)反应与U(n,f)反应的平均截面比为定值,因235180235此可以用这些核素的俘获反应来监测U的裂变反应。本实验室选择Hf作U裂变反应180235监测器,利用本研
3、究所的两座脉冲反应堆测量Hf平均俘获截面与U平均裂变截面的比值。1 实验安排111 裂变中子场实验分别在两座脉冲反应堆稳态运行条件下进行。K(L)Pu反应堆系统是一个3层钚、铀8-2-1-1混合球,中心为<40mm空腔,中心快中子注量率为4199×10cm·s·W,中心中子能谱的平均能量En=1159MeV。CFBR反应堆系统是一个带反射层的多壳层浓缩铀准球形结构,辐照空腔内中子平均能量En=1122MeV。112 测量180235因为Hf(n,C)反应截面小,与U同时放入辐照腔进行实验受到限制
4、,所以选择截面197180235大、半衰期短的Au过渡测量Hf与U的俘获裂变截面比。19723511211Au与U俘获裂变截面比测量 (1)在K(L)Pu系统上,将纯度为9919%、<6235mm的Au箔与同样直径的U电镀片(底衬为不锈钢)放入小型“背靠背”双电离室的上下电离室中,插进K(L)Pu反应堆中心辐照空腔,通Ar气流,加300V高压,形成裂变电离室,在3中国工程物理研究院科学基金资助项目收稿日期:1996201221 收到修改稿日期:1996204210180235第1期 黄瑞良等
5、:Hf与U平均俘获裂变截面比测量55235反应堆功率为10W的均匀中子场条件下辐照2h。在线记录U裂变数。Au箔取出后用198HPGeC谱仪测量Au活度。(2)在CFBR系统上,实验过程与K(L)Pu系统基本相同。不同之处为电离室外包Cd皮,堆功率为50W。18019711212Hf与Au的俘获裂变比测量 用<18mm的Au箔夹心包装<18mm的金属Hf箔,布置在一个用铜丝制成的约40mm的正方体网架内,放入K(L)Pu中心辐照空腔,在堆功率为25W的均匀中子场中辐照4h;同样放入CFBR辐照空
6、腔内,以堆功率200W辐照1981814h。用HPGeC谱仪测量两种系统下的Au和Hf活度。2 实验结果211 数据处理方法235235假设U电镀片上含有U,核数为N5,堆中心中子注量率为U,则电离室记录的裂变率Af为lAf=N5RfU(1)设核数为NAu的Au箔在电离室中辐照T时,冷却t时后测量活度AC为l-KT-KtAC=NAuRCU(1-e)e(2)ll235197198式中:Rf和RC为U和Au的平均裂变截面和俘获截面,K为Au的衰变常数。由式(2)得197235Au到Au与U的平均俘获
7、裂变截面比Kf为AullKt-KTKf=RCöRf=ACeö[NAu(1-e)]ö(AföN5)(3)设在网架内的Au箔核数为N′Au,辐照时间为T′,冷却时间为t′,测量活度为A′C,则:lAu-KT′-Kt′A′C=N′AuRCU(1-e)e(4)设在网架内的Hf箔核数为NHf,辐照时间为T′,冷却时间为t,测量活度为AHf,衰变常数为K′,则:lHf-K′T′-K′tAHf=NHfRCU(1-e)e(5)180197由式(4,5),得到Hf与Au的俘获截面比为HflHflAuK′t′-KT
8、′Kt′-K′3′KAu=RCöRC=AHfN′Aue(1-e)ö[AC′NHfe(1-e)](6)180197235197 因为Hf、Au、U均在相同条件下辐照,其堆中子能谱形状相同,所以可用Au过180235Hf渡求得Hf与U的平均俘获裂变截面比Kf为HflHfllHflAulAulHfAuKf=RCöRf=RCõRCöRCõRf=KAuõKf(7)212 测量数据在K(L)Pu和CFBR2座反应堆辐照空腔进行了3次实验。结果列于表1。Hf198181235Kf的误差主要是由Au、Hf和U
