欢迎转载,须注明来自微信公众号【核子资讯】
【低能区并不低能】【满满的负能量】【看不清的核数据】分别讲述了热能区、可分辨共振能区和不可分辨能区等三个不同能区中子核数据的特性,现在我们继续把中子的能量提高,此时中子核数据进入快中子能区(也可称为高能区),一般是从几十keV到几十MeV。虽然是在高能区域,但是由于温度多普勒展宽效应在大于1MeV区域几乎可以忽略,因此,这部分的数据处理比较简单,一般是平滑的曲线,如下图所示:
然而,该能区核数据的与众不同之处在于各种阈能(当中子能量小于阈值的时候,该反应不会发生)反应数据的出现。
在快能区以下的能量区域,常见的核数据只有裂变(中子被吸收,放出2-3个中子)、俘获(中子被吸收,没有中子放出,但是可能会放出伽马光子)、弹性散射(中子被吸收,放出一个具有相同能量的中子,就跟啥也没发生一样)、非弹性散射(中子被吸收,放出一个能量不同的中子)等有限的几种。
而在快能区,反应类型逐渐多了出来,比如各种离散的非弹性散射、(n,a)、(n,p)、(n,d)、(n,d)、(n,He-3)、(n,He-4)等,也就是说中子能量足够高,能够从原子核中打出α粒子、质子、氘核、氚核、氦核等带电粒子,如下图所示,俘获反应没有阈值,从10-5eV就有,而其他反应则从某个阈值能量以上才开始出现。
因为核反应堆中的中子能量一般在20MeV以下,因此之前主流的评价核数据库的中子能量的上限一般是20MeV,但是近年来,随着加速器技术在核能系统的不断应用,比如一种称为加速器驱动的次临界系统(ADS)由于在处理核废料领域内的特点,近年来发展也比较迅猛。
如上图,带电的粒子(通常是质子)被直线加速器提高能量,成为高能质子,打在一个靶核材料上,产生中子,然后中子进入一个次临界的核反应堆产生能量。该反应堆在没有外中子的情况下,不可能保持链式裂变反应,因此具有内在的安全性(加速器一旦断电,反应堆就停止了)。此外,在该核反应堆的核燃料中混入一些很难处理的核废料(通常半衰期为几万年到几百万年以上,也就是说过了数百万年,该废料才降解了大约50%),这样核废料就能在这些高能中子的轰击下,逐渐变成比较容易处理的核废料。
因此,随着核废料处理需求的增长,高能区的核数据需求也日益增长。目前世界各大主要评价核数据也不断提高数据的能量上限,如150 MeV,同时,也有一些特殊的数据库能够提供高达3GeV的数据(JENDL-HE-2007),大大拓宽了核数据的应用范围,不过目前各个版本的NJOY程序处理高能核数据库的过程中还存在着一些小bug,具体的处理方法与其他能区的核数据基本类似,【核子资讯】将在后续关于连续能量数据库的制作方法进行详细介绍,敬请期待!
【版权声明】
1.本文内容由rockfool原创,版权归【核子资讯】所有。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货