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气体样品核(n,a)反应实验测量方法研究

批准号:
12075008
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
张国辉
依托单位:
学科分类:
中子技术及应用
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张国辉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在课题组多年工作基础上,学习借鉴国际最新研究成果,本项目提出开展气体样品核(n,a)反应测量方法研究。针对气体样品核反应测量中长期存在的壁效应强、样品核数难以准确定量、存在多种本底干扰等问题,提出了新的综合性研究方案。拟依托北京大学4.5MV静电加速器和原子能研究院HI-13串列加速器中子源,以14N(n,a)和20Ne(n,a)两个核反应为测量对象,研究气体样品核反应高精度测量方法,在共振能区获得反应截面随中子能量系统变化的规律,改变长期以来气体样品核反应实验误差大、实验结果稀缺的局面。项目针对气体样品核反应实验难以得到出射粒子方向信息的固有缺点,首次提出在屏栅电离室工作气体中混入少量电负性气体的方法,通过电负性气体对不同出射方向粒子经迹上电子吸附的差异来获得粒子角分布。本项目的开展可有效拓展国际核反应实验研究前沿,填补14MeV以外能区气体样品核反应角分布实验空白。
英文摘要
Based on our long-time research experiences, and inspired by the recent development of international groups, we proposed this project of research on the measurement method for gas sample (n,a) reactions. Aimed at solving the problems (the strong wall effect, the difficulty in the determination of the atom number in the gas sample, and many interfere reaction channels) in the past measurements, new and synthesized research plan is proposed in this project. Two neutron sources based on accelerators (4.5 MV van de Graaff of Peking University, and Beijing HI-13 tandem accelerator) will be used, and the 14N(n,a) and 20Ne(n,a) reactions will be studied inepdth. As a result, precise cross sections of these two reactions are going to be measured systematically in the resonance neutron energy region. Therefore, the present situation of the gas sample reaction measurement (big errors as well as the scarcity of the experiments) can be greatly improved. As it is difficult to measure the angular distributions in previous measurements using gas samples, we proposed for the first time a new method to measure angular distributions by adding small amount of electronegative gas in the ionization chamber for ionization electron attachment. After the implementation of this project, the frontier of the research area of nuclear reaction can be broadened, and angular distributions of the gas sample reactions will be obtained for the first time in the neutron energy region other than 14 MeV.
气体物质广泛存在于自然界与核设施(如空气、反应堆燃料包壳)中,研究气体样品核反应测量方法具有重要的理论意义与实用价值。上世纪40年代中子发现后不久,国际上就开始进行气体样品核反应的实验研究了。先后发展了云室、正比计数器、电离室等多种实验手段。然而直到今天,气体样品核反应实验的精确测量问题仍然没有得到解决。基于课题组多年的研究基础并借鉴国际最新研究成果,我们建立并完善了屏栅电离室测量气体样品核(n,α)反应截面的实验方法,广泛结合了模拟计算,获得了准确的中子通量、样品核数和待测事件数,提高了反应截面的测量精度。通过固体样品和气体样品相结合,测量得到了14N(n,α0,1)11B 反应系统的、高精度的截面结果,两种方法测量的结果在误差范围内一致,验证了气体样品方法的可靠性,测量所得的数据有助于澄清已有结果的分歧。分析测量结果,首次发现14N(n,α0,1)11B 反应在10.5-11.5 MeV能区测量到了新的可能的共振结构,对理论研究有重要意义。同时,利用所建立的方法对20Ne(n,α0+α1)17O反应截面进行了测量,得到了较为系统且精度较高的结果。初步建立了基于气体样品测量(n,α)反应角分布的实验方法,对16O(n,α0)13C反应的角分布进行了测量,填补了已有实验数据的空白。本项目建立的气体样品核反应截面测量方法具有普适性,可以用于测量更多气体样品核的(n,α)反应截面。
快中子诱发钍-232裂变核反应实验研究
  • 批准号:
    11775006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    张国辉
  • 依托单位:
快中子硼-10三体造氚核反应实验方法研究
  • 批准号:
    11475007
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    86.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    张国辉
  • 依托单位:
三种铁同位素56,57,54Fe的快中子(n,a)反应研究
  • 批准号:
    11175005
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    张国辉
  • 依托单位:
快中子10B(n,a)7Li反应截面与微分截面实验方法研究
  • 批准号:
    10875006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    42.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    张国辉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金