Введение к работе
Актуальность работы. Изучение, взанмодзисты;,! бистрих нейтронов с атомними ядрами является ъвхнии источником информации о структуре високовозбуаденннх состояний ядра, і.схпніїпме ядерных реакций и имеет широкое практическое примеьениэ в св;г'ч с использованием ядерных данных для расчета ядерних эмфатических установок.
Современные методы расчета реакторов на быстрых wt-fl-тронах, использующие многогрупповые подходи, требуют детального знания большого числа ядерных данных, в первую очередь нейтронно-физических характеристик тоиливно-сырьевих и конструкционных материалов, а такэге накапливающихся в процессе работы реактора продуктов деления.и трансактшіидішх нуклидам. Основная доля процессов взаимодействия нейтронов с ядручи материалов зон реактора на быстрых нейтронах происходит в области неразрешенных резонвнеов. Главные виды вкаимодейстг^и нейтронов в ятой области энергий, как для тякелых ядер, ток и конструкционных материалов сопровождаются весьма сло*наи эффектом резонансной самозкранировкн сечений. Прямой экспериментальной информации о резонансной структуре в области неразрешенных -резонансов нет. В связи с этим, для определения, параметров, характеризующих влияние, резонансного поведения сечений, важным источником информации являются экспериментальна данные по нейтронным пропусканиям и самоиндикации, полученные п области неразрешенных резонансов. Таких данных в настоящее время имеется мало и проведение новых измерений,' особенно . для ураиа-238, является актуальным.
При проектировании и эксплуатации ядерных реакторов возникает много проблем, связанных с отравлением активной зоны продуктами деления, большая часть которых является нестабильными. Для их решения необходимо ' знание сечений взаимодействия нейтронов с продуктами деления и, в первую очередь, сечений радиационного захвата, с достаточно высокой точностью ~ЮХ. Такая точность практически достигнута в большинстве измерений, но расхождение в результатах разных работ епе велико и достигает 50% и более, что приводит к слишком большим неопределенностям в расчетных значениях основных реакторных пораметров. Тякрм
образом, задача дальнейшего повышения точности нейтронної денных и в настоящее время не утратила своей важности, несмотря на значительньй прогресс в этой области. Экспериментальные данные по сечениям захвата и параметрам нейтронных резокансов для нестабильных нуклидов отсутствуют практически полностью. Поэтому единственно возможным методой оценки нейтронных данных для них являются систематики совокупности данных по близлежащим ядрам. В связи с этим, намерение сечений радиационного захвата для цепочек изотопов с целью получения изотопической зависимости сечений вахвата, а также нейтронних н радиационных силовых функций является актуальной задачей. Цель работы.
1. Усовершенствование и дальнейшее развитие техники и методов
эксперимента с целью расвирения возможностей и повышения
точности нейтронно-физических исследований.
2. Получение новых экспериментальных данных по сечениям
радиационного захвата и нейтронным пропусканиям для важнейших
продуктов деления, изотопов редкоземельных элементов, изотопов
гафния, тантала и осмия.
3. Измерение нейтронних пропусканий и самоиндикации, получение
полного сечения и факторов резонансного самоэкранирования
полного сечения и сечения захвата для основного сырьевого
материала быстрых реакторов урана-238.
4. Анализ экспериментальных данных в рамках статистической
теории ядерных реакций с целью получения нейтронных и
радиационных силовых функций для в-, р- и d -нейтронов, а
также радиусов потенциального рассеяния для s -нейтронов.
Новизна работы.
Осуществление режима спектрометра резонансных нейтронов на базе электростатического ускорителя и абсолютизация сечений радиационного захвата методом насыщенного резонанса позволила уменьшить систематическую погрешность результатов измерений до 45.
Применение метода весовой функции для определения полной энергия каскада захватных у-лучей позволило также значительно снизить чувствительность результатов измерений сечений захвата к спектру у-лучей.
Получена новие экспериментальные доннне по сечениям радиационного захвата и пропускания для ряда важнейикх продукюв деления в области энергий 5-450 кэВ, новые результати по сечениям захвата для 15 изотопов редкоземельных элементов и других нуклидов.
Для 1Т2,1ТЗ,1Т4уЬ в 00-ласти энергия выше 80 кэВ данные получены впервые.
Получены новые экспериментальные данные по полному сечению и факторам резонансного самоэкрвнировония сечения захвата урана-238 в области энергий 4-110 кэВ.
Показано, что совместный анализ экспериментальных данннх псі сечениям захвата и пропусканиям в рамках статистической теории ядерных реакций позволяет уменьшить (по сравнению с анализом только сечений захвата) корреляцию между параметрами. Таким способом были получены новие данние по р- и d-полповым нейтронным и а-, р- и d-волновым радиационным силовым функциям, а такте з-волновым радиусам потенциального рассеяния. Научная и практическая ценность работы.
Научная ценность работа состоит в получении новых экспериментальных данных для большого числа изотопов важных для исследования общих закономерностей поведения сечений радиационного захвата быстрых нейтронов я силовых функция с различными орбитальными моментами.
Экспериментальные данные по факторам резонансной самоэкранировки сечения захвата и полного сечения для ураня-230 в целом подтверждают значения этого параметра, принятие п настоящее время для расчетов реакторов в системе констант БНАБ-78.
Для практического применения полученные экспериментальные данные переданы в международную библиотеку EXFOR Центра по ядерным данным.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Разработка и осуществление импульсных режимов работы
электростатического ускорителя ЭГ-1 ФЭИ для обеспечения работы
спектрометра быстрых и резонансных нейтронов.
2. Разработка абсолютного метода измерений сечений радиационного
захвата, создание детекторов для регистрации нейтронов, системы
защиты и коллимации нейтронного пучка.
-
Новые экспериментальные результаты по сечениям радиационного захвата бистрих нейтронов и пропусканиям для ряда важнейших продуктов деления в области энергий б - 450 кэВ.
-
Новые экспериментальные результаты по сечениям радиационного аахвата быстрых нейтронов для пятнадцати изотопов редкоземельных элементов,изотопов гафния,тантала и осмия.
6. Результати теоретического анализа этих экспериментальных данных, выполненного в рамках статистической теории ядерных . реакций - нейтронные и радиационные силовые функции для р- и d-нейтронов и радиусн потенциального рассеяния для о-неитронов. 6. Новые экспериментальные данные по полному сечению и факторам резонансной самоэкранировки сечения захвата и полного сечения для урана-238 в области энергий нейтронов 4-110 кэВ.
Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в обосновании абсолютного метода измерений сечений радиационного захвата нейтронов, функций пропускания и саиоиндикащш, разработке, создании и оптимизации спектрометра быстрых и резонансных нейтронов, детекторных систем, автоматизации и проведении измерений. Автором разработаны, изготовлены и внедрена в практику эксперимента системы прерывания и группировки ионного пучка электростатического ускорителя, используемого в качестве импульсного источника нейтронов. В качестве основного исполнителя автор выполнил обработку . экспериментальных данных, получил окончательные результаты и провел их теоретический аналяз.
Апробация работы и публикации.
Основные материалы диссертации докладывались на 4-й, 5-й и 6-й Всесоюзных конференциях по нейтронной физике ( г.Киев) в 1977, 1980, 1983 г.г. На 4 Международном симпозиуме по спектроскопии гамма-лучей аахвата, Гренобль, 1981 г. и Франко-советском семинаре по быстрым реакторам, Кадараш 1988 г. По основным результатам диссертации опубликовано 9 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложения. В ней содержится 129 страниц, включая 34 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 106 наименований.
