中能中子诱发232Th裂变的发射中子前碎片质量分布研究

摘要

中子诱发锕系核裂变，在核反应机制研究，以及在核能的有效利用等方面，都是核物理学家们长期关注的焦点问题。发射中子前碎片质量分布是关联裂变前、裂变后现象的重要物理量之一，可为裂变机制的研究及裂变后产物的定量描述提供重要的信息。由于能源需求的高速增长，目前对核燃料的需求越来越大，使钍基核燃料利用的重要性突显，开发利用储量大于铀基核燃料的钍基核燃料越来越受到关注。钍基核燃料具有232Th/233U转换效率高、在热中子堆中也能增殖、产生较少的高毒性放射性核素、有利于防核扩散、钍和氧化钍化学性质稳定等优点，所以对中子诱发232Th裂变的发射中子前碎片质量分布研究具有重要意义。
　　对中能中子诱发232Th裂变发射中子前碎片质量分布的调研表明:
　　(1)在低能中子入射情况下，初始碎片质量分布具有明显的双峰结构特征;
　　(2)在中能中子入射情况下，初始碎片质量分布则逐渐过渡到三峰结构;
　　(3)在中低能中子入射情况下，碎片质量分布的不同结构所对应的峰、谷位置及其峰谷宽度明显具有入射能量相关性;
　　(4)在中能中子入射情况下，裂变前蒸发的中子数明显与入射能量相关。
　　针对中能中子诱发232Th裂变的上述诸特点，到目前为止仍没有很好的理论模型能定量描述。因此，本文基于上述实验之特点及以前工作基础，提出了唯象裂变势模型。该裂变势模型由以前的三个谐振子形式扩展到五个谐振子形式，通过严格的理论推导，可得到该模型各参数之间的相互关联。通过分析初始碎片质量分布的峰、谷位置及峰谷宽度等实验信息，得到了这些量与入射能量之间的相关性。同时，利用裂变截面等相关信息，提取了裂变前蒸发的中子数目与入射能量之间的关系。在上述基础上，本工作已经没有任何可调参数，能较好的重现实验上所有的中能中子诱发232Th裂变的发射中子前碎片质量分布研究的实验数据。通过对比现有国际上各理论模型及程序计算的结果表明，本文的结果更好地符合实验数据。对于没有实验数据的入射能点，本文也能给出合理的预言。此外，基于本文提出的模型，首次预言了发射中子前碎片质量分布由双峰结构向三峰结构、及三峰结构向单峰结构过渡的临界能区。本文的工作，可为进一步开展裂变机制及裂变后各物理量的定量描述奠定了一定的基础。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 核裂变的研究意义

1．2 研究232Th的重要性

1．3 本文的工作

第二章 理论基础与研究现状

2．1 核裂变过程

2．2 核裂变后现象

2．3 实验测定裂变碎片的方法

2．3．1 化学法测定碎片的质量分布

2．3．2 物理法测定碎片的质量分布

2．3．3 实验测定钍铀碎片质量分布

2．4 计算碎片质量产额的程序

2．4．1 TALYS程序

2．4．2 PYF程序

2．4．3 GEF程序

2．4．4 MCFX程序

第三章 改进唯象模型

3．1 本工作的理论模型

3．2 模型参数的确定

3．3 结果与分析

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

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