[doc格式] 活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱

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1、活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱活化法测量中子活化在线分析系统样品处的

2、中子能谱第26卷第1期2009年3月原子核物理评论NuclearPhysicsReviewVoI.26,No.1Mar.,2009文章编号:1007—4627(2009)01--0027--06活化法测量中子活化在线分析系统样品处的中子能谱王松林,孔祥忠,邓勇军.,拓飞,王琦,位金锋,李永明(1兰州大学核科学与技术学院,甘肃兰州730000;2中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900)摘要:用多箔活化法测定了由Am—Be中子源慢化屏蔽系统构成的中子活化在线分析系统样品处的中子能谱.根据待测场点的中子注量率水平,选用了5种非裂变核材料箔,其中4种是中能区和热区的,1种

3、是快区的,给出了各箔片的特性参数.通过在待测场点对箔片进行辐照,并测量其生成放射性核的7放射性,计算出了各箔片的活化率.运用SAN【)_II和MSIT迭代方法,解出了待测场点的中子能谱.详细分析了数据处理过程中群截面的加工处理以及由于自屏蔽效应引起的群截面修正问题;研究了影响解谱精度的主要因素;对解谱结果作了一定的分析讨论;并用蒙特卡罗(MC)方法对最后的中子能谱做了不确定度分析.关键词:中子能谱;SAND-II迭代法;群截面中图分类号:O571.54文献标识码:A1引言待测场的干扰小等优点.在能源和矿业领域,需要对不同元素组成的大块材料进行快速,非破坏性,实时在线分析,以满足工业生

4、产要求.中子活化分析是一种灵敏度高,非破坏性,多元素核分析技术.中子活化分析的中子源一般有3种:反应堆中子源,加速器中子源,同位素中子源.同位素中子源提供的中子注量率远低予反应堆和加速器中子源,然而它的优势是其便携性,从而摆脱了对大型核设施的依赖_】].由于中子活化在线分析所利用的核反应主要是热中子俘获反应(主要测量瞬发7),需要对同位素中子源进行慢化以获得较高的热中子注量.本工作采用多箔活化法测量由Am—Be中子源慢化屏蔽系统构成的中子活化在线分析系统样品处的中子能谱.根据测定的样品处的中子能谱,可以确定放样品处热中子注量率水平,从而对样品处的中子俘获反应率有一个定性的估计,为中子

5、活化在线分析系统的设计提供重要的依据.同时还可以对Am—Be中子源慢化屏蔽系统的设计是否达到比较好的慢化效果进行检验.活化法l2]测量中子能谱是一种技术简单而又非常实用的方法,相对于其它测量方法具有花费少,对7射线和阈下中子不灵敏,探测器体积小,对2原理2.1中子活化法基本原理活化法测量中子能谱是将一组阈值不同且已知反应截面的活化箔片放在待测中子场进行辐照,箔片中子活化反应的活化率将满足活化方程:r∞R,一l(E)(E)dE,i:1,2,3,…,,(1)J0其中,139实验中所用活化箔片的个数;R为第i个中子活化反应的活化率(S);.(E)为第i个活化箔在中子能量为E时的活化截面(c

6、m),(E)为中子在能量为E时单位能量间隔内的中子注量率(n/eV?cm.?s).通过测量被中子辐照后的活化箔片的7放射性,可得到活化率实验值的表示式为N1fsMPrlNoJ7￡7(1一e.)e州1一’.(1_e一(『2--t1))’(2)N为7射线特征峰的净总计数;为衰变常量(S),A为激活材料靶元素的摩尔质量(g/too1),P为激活收稿日期:2008—06—17;修改日期:2008—08—26作者简介:王松林(1981一),男(汉族),内蒙古敖汉旗人,硕士研究生,从事核物理研究;E—mail:rnazhu@163.com原子核物理评论第26卷材料中靶元素的纯度,曰为同位素的丰度

7、,M为激活材料的质量(g),N.为阿伏加德罗常数,为了射线的分支比,e为HPGe探测器对7射线特征峰的探测效率,,为自吸收修正系数,t.为停止照射时刻(以照射开始作为零时刻计算)(s),t位测量开始时刻(s),t.为测量结束时刻(s).2.2解谱原理由式(2)计算出各个探测箔的活化率后,将其代入式(1)对(E)求解,就是解谱过程.常用的解谱方法有SANDqI迭代法和MSIT迭代法口等,利用SAND-II迭代法求解中子能谱的详细步骤请见文献E33,其基本原理