贺国珠中国原子能科学研究院CIAE

李强 程品晶 赵健 黄兴 彭猛 石斌
兰州大学硕士 南华大学博士 原子能院博士后 南华大学硕士 南华大学硕士 兰州大学硕士 401硕士
Cu
62Cu 63Cu 64Cu
9.74 m 69.17
12.7 h
对中子共振能区的数据提 出了要求，对錒系核素的数据 提出了要求。
2. 实验能力需要发展
Ni
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni 6
26.223
1.140
3.634
100 a
Co
58Co 59Co 60Co 61Co
70.86 d
100
BaF2晶体的不足之处：α粒子本底计数率较高。
4.国际上的4pi BaF2装置
•USA, LANSCE，DANCE •EU, CERN，n_TOF, TAC
•GEMANY, Karlsruhe •CHINA，CIAE，GTAF
•GTAF及(n,γ)反应研究进展
1. GTAF建设:
核心：12块五棱和30块六棱BaF2晶体组成的晶体球壳，内腔半径 10cm，晶体厚度15cm。
四．展望：
1. CSNS上新的4piBaF2装置已经列入计划，并开展 了新装置的电子学（科大报告），机械设计等预 先研究（高能所报告），项目得以支持，有望建 设一套性能更加优越的实验装置。
经费概算：2500万
2. GTAF得以完善，有望及早开展相关物理工作。 经费需求：
序号 项目
单位 数量 经费（万）
2（168.P0oMeV）2（174.P7oMeV）
100
a0 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
道数
800
600
60Co (1.17/1.33MeV)
400
康普顿
200
c0
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
道数
60Co，multiplicity≥1，energy spectrum, DANCE
粒子的波形甄别
本底的抑制技术
试测量
3. 问题和进一步措施
需要补充6LiH中子吸收体
需要提高数据获取速率 需要优化机械设计 需要替换性能较差的少数几个探测器单元 需要进一步完善实验技术
5.272 a 1.65 h
Fe 56Fe 57Fe 58Fe 59Fe 60Fe 61Fe
91.72
2.2
0.28
44.503 d 1.5 106 a
6m
二．(n,γ)反应实验技术简介
1. (n,γ)反应实验技术包括
中子活化法 特点：技术简单,受剩余核半衰期长短影响，主要在热能点 进行实验，不能满足研究形势发展的需要。 瞬发γ射线法 特点：可在连续中子能区开展实验,技术复杂,在不断发展。 主要经历：Moxon和Rae方法，C6D6探测器方法， 4πNaI（Tl）球，4πBaF2测量装置。
主要包括：40个探测器单元，高压系统，电子学，脉冲波形测量 和数据获取系统，机械系统，等。
2. GTAF的性能
探测器单元的时间分辨：~ 660ps。
探测器单元的能量分辨：10-18%。
计数 计数 计数
800
700
600
500
222Rn
400
（5.5MeV）
300 200
226Ra
（4.8MeV）
道数
1200
13Biblioteka BaiduCs（662keV）
1000
800
600
400
康 200 普
顿
b0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
道数
800
600
60Co (1.17/1.33MeV)
计数
400
康普顿
200
c0
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
2. γ全吸收型探测器的测量原理:
原理：通过全吸收测量瞬发γ射线级联的总能量谱，实 现俘获反应事件的计数。
Iγ
capture
events
background
原理优势：测量效率接近100%。
Bn
Eγ
3. 选用BaF2的原因:
•高的发光效率（24%）
•响应最快的无机晶体（0.6ns） •良好的能量分辨（10-15% 662keV ） •中子灵敏度较低
1 中子吸收体
套 1 250
2 机械系统改造
套 1 70
3 补充探测器单元 套 3 75
4 数据获取系统升级 套 1 10
合计
405万元
3. 任务是艰巨的
counts/channel
Thanks!
Participants:
周祖英 中国原子能科学研究院 仲启平 中国原子能科学研究院 贺国珠 兰州大学博士 陈晓亮 兰州大学硕士 马肖云 兰州大学硕士 袁继龙 兰州大学硕士 郭维新 兰州大学硕士 苏 明 兰州大学硕士 张奇玮 中国院子能科学研究院
一．背景 二．(n,γ)反应截面测量技术简介 三．GTAF及(n,γ)反应实验技术进展 四．展望
一．背景
1. (n,γ)反应截面的需求
理论需求：
核天体物理认为比56Fe重的核素多是通过(n,γ)反应生成，因此 对(n,γ)反
应截面数据精度提出了很高要求。
应用需求：
• 工程设计与核测试
• 快堆
• 放射性核素嬗变