基于CSNS白光中子源的裂变截面实验技术研究

As the most important nuclear reaction in current nuclear power system, fission cross section play a key role in new reactor and facility design and operation. White neutron source is the best facility for fission cross section measurement at present, which has been carried out in many countries for related measurement. Following the accomplish of CSNS white neutron source, China will own the ability to carry out related cross section measurement. In the program, our group plan to process research on fission cross section measurement based on CSNS white neutron source, study the experimental technique of fission cross section with 1eV-20MeV energy range, higher accuracy and multi-nuclides. Fission cross section measurements of U-236&Th-232 in wide energy range using specialist multi-layer fission chamber are performed eventually , and the curves of fission cross section with change of neutron energy are gotten with white neutron source. The comparison and analysis with evaluation nuclear data base and theory results are cmpleted.

裂变是当前最重要的产能核反应，其截面数据对于各种新型反应堆及核装置设计与运行具有重要意义。白光中子源是测量裂变截面现有最好的装置，国际上正开展大量的相关测量。国内随着CSNS反角白光中子源的建成，将填补国内相关领域空白。本课题拟开展基于CSNS白光中子源的裂变截面实验技术研究，掌握1eV-20MeV能区、多核素、较高精度的裂变截面测量技术，并研制专用的多层快裂变室谱仪系统。依托白光中子源，用多层快裂变室实现U-236及Th-232的裂变截面测量，获取裂变截面/能量曲线，继而完成与国际核数据库及相关实验/理论结果的对比分析。

裂变是当前最重要的产能核反应，其截面数据对于各种新型反应堆及核系统设计及运行具有重要意义。白光中子源是测量裂变截面现有最好的装置，国际上正开展大量的相关测量。国内随着中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子源(WNS)的建成，将填补国内相关领域空白。本项目通过开展基于CSNS白光中子源的裂变截面实验技术研究，掌握了1eV-20MeV能区、较高精度、多核素裂变截面测量技术，研制了基于多层快裂变室的裂变截面谱仪（FIXM）。采用电镀法制备了高纯裂变核素样品，采用小立体角法定量了镀层质量。在CSNS-WNS上基于FIXM和飞行时间法首次实现了1eV-20MeV中子诱发的裂变截面测量，给出了0.4-40MeV能区236U/235U裂变截面比和1-20MeV能区232Th/235U裂变截面比测量数值，分析了实验不确定度。使用核反应理论计算了实验结果。获得了实验测量与理论计算、相关实验及评价核数据库之间的比对分析结果。研究结果为相关核素的裂变反应激发曲线实验研究和核数据评价提供了技术基础和实验数据支持。