利用加速器质谱法测量I-128(n, gamma)反应截面的方法研究

The thermal neutron capture cross section for the reaction I-128(n, gamma)I-129 is an interesting fundamental physical quantity in many research fields, such as, nuclear physics and astrophysics. This cross section play an important role in defense nuclear data, stellar evolution model, reactor design, and radioactive waste disposal and so on. However, there is no any report for the thermal neutron capture cross section. The measurement method study for this cross section will be carried out in this project based on the high sensitivity measurement technique of I-129 with Accelerator Mass Spectrometry (AMS). Firstly, the iodine samples will be irradiated in a reactor; secondly, the neutron flux will be precisely determined by neutron activation analysis technique; finally, the ratio of 129I/127I in sample will be measured with AMS and then the cross section can be deduced. The measurement method for the cross section of the reaction I-128(n, gamma)I-129 will be established and the experimental data of this cross section will be got. At the same time, it will provide a new method and data for cross section measurements in higher energy region, and for cross section measurements of other interested short-lived nuclides.

I-128(n, gamma)I-129热中子反应截面是核物理、天体物理等学科非常感兴趣的一个基本物理量，此截面可以应用于国防核数据、恒星演化模型、反应堆设计、废物处置等方面研究。但是此截面目前还没有实验数据。本工作就是利用加速器质谱测量I-129灵敏度高的特点开展此反应截面的测量方法研究。首先利用反应堆照射含I样品，利用中子活化分析技术准确测定热中子通量，再利用加速器质谱方法对样品的129I/127I进行测定，由此可实现此反应截面的测定。本课题不仅建立测量此截面的方法，得到I-128(n,gamma)I-129的热中子反应截面，同时为将来进一步开展更高能区反应截面测量和感兴趣短寿命放射性核素的反应截面测量提供基本方法和数据。

128I(n, γ)129I 热中子反应截面是核物理、天体物理等学科都非常感兴趣的关键数据，此截面还可以应用于国防核数据、恒星演化模型、反应堆设计、放射性废物的处理与处置等方面的研究。但是此反应截面目前还没有实验数据。由于128I寿命短、放射性强，且其(n，γ)反应产物核129I的半衰期很长，使得常用的测量手段无法实现该截面的测量。. 本工作就是利用加速器质谱（AMS）测量129I灵敏度高的特点开展此反应截面的测量方法研究。首先确定了辐照方案和辐照材料；其次进行了样品辐照得到了129I样品，并进行了中子注量的准确测定，得到反应堆的总的热中子注量为(9.31±0.10)×10^{16}/cm2; 然后建立了小型化AMS系统对129I的测量方法，并开展了辐照样品中129I/127I的测定，得到辐照样品中129I/127I=（3.87±0.39）×10^{-12}；最后得到128I(n,γ)129I反应的截面是（σ2=(101.9±5.2 )b ）。. 国际上首次开展了128I(n,γ)129I反应截面的AMS测量，得到了该截面的实验数据。同时为将来进一步开展感兴趣短寿命放射性核素的反应截面测量提供基本方法和数据。