Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Aktivační měření účinných průřezů prahových reakcí neutronů Diplomová práce Vrzalová Jitka 16.6.2010 Vedoucí práce: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Katedra.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Aktivační měření účinných průřezů prahových reakcí neutronů Diplomová práce Vrzalová Jitka 16.6.2010 Vedoucí práce: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Katedra."— Transkript prezentace:

1 Aktivační měření účinných průřezů prahových reakcí neutronů Diplomová práce Vrzalová Jitka Vedoucí práce: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Katedra jaderných reaktorů, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT, Praha Ústav jaderné fyziky, OJS, AVČR

2 2 Zadání - Motivace - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Vypracovat přehled knihoven jaderných dat a kódů pro modelování jaderných dat Porovnat hodnoty účinných průřezů z měření v Řeži a v TSL Uppsala Pomocí kódu TALYS vypočítat účinné průřezy prahových reakcí neutronů za použití různých jaderných modelů Vytvořit přehled kvazi-monoenergetických neutronových zdrojů použitelných pro měření účinných průřezů prahových reakcí neutronů

3 3 Motivace k testování programů simulujících ADS je nutno určovat neutronová pole neutronová pole lze určit pomocí aktivačních detektorů pro detekci neutronů jsou využívány zejména prahové reakce na Au, Al, Bi, In, Ta, Ni, Zn, Y při energiích nad 20 MeV je k dispozici velmi málo experimentálních hodnot σ pro většinu pozorovaných prahových (n,xn) reakcí→potřeba provést nová měření účinných průřezů - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr

4 4 Evaluované knihovny jaderných dat x EXFOR jaderná data jsou zkomplementována v knihovnách jaderných dat a postupně aktualizována v obecném formátu ENDF-6 obecné knihovny (BROND-ruská, CENDL- čínská, ENDF-americká, JEFF- evropská, JENDL-japonská) speciální knihovny (MENDL, WIND, LA 100, LA 150, NRG-2003) účinné průřezy jsou pro velkou část měřených izotopů publikovány do reakce (n,4n) (100MeV) v ENDF, v EXFOR do 40 MeV -Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měřeni účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr

5 5 Stochastické kódy MCNP a MCNPX MCNP umožňuje modelovat transport neutronů (fotonů a elektronů) od MeV až do 20 MeV MCNPX-spojuje a zlepšuje možnosti MCNP, který je přednostně určen pro nižší energie a kódu LAHET, vhodného pro popis spalačních reakcí LAHET umožňuje modelovat spalační reakce a transport nukleonů, pionů, mionů s energií E≥20 MeV Další kódy založené na matematické metodě Monte Carlo: FLUKA, HETC, NUCLEUS, SHIELD, NMTC, GEM, JAM - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů - Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr

6 6 Deterministické kódy TALYS 1.0 poskytuje univerzální výpočty jaderných reakcí v energetickém rozsahu od 1 keV do 200 MeV, někdy na úkor přesnosti s kódem TALYS lze získat kompletní přehled účinných průřezů výstupní soubor obsahuje všechny běžně hledané informace, k dispozici je více než 200 klíčových slov použitelných ve vstupním souboru Další kódy: GNASH, ALICE, STAPRE, EMPIRE, MEND - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr

7 7 TALYS 1.0 – jaderné modely Účinný průřez reakce 209 Bi(n,3n) 207 Bi spočítaný pro různé hustoty jaderných hladin - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr ld1 - Fermiho model ld2 - „zpětně posunutý“ Fermiho model ld3 - „supratekutý“ model ld4 - Gorielyho tabulka ld5 - Hilaireyho tabulka

8 8 TALYS 1.0 – jaderné modely Odchylka účinných průřezů pro modely s různou hustotou jaderných hladin od přednastaveného Fermiho modelu pro reakci 209 Bi(n,3n) 207 Bi - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr

9 9 Detekce neutronů - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr AlAuBiCoIn Ta Reaction E thresh [MeV] Half-life 197 Au (n,2n) 196 Au8,18,16,183 d 197 Au (n,3n) 195 Au14,8 186,1 d 197 Au (n,4n) 194 Au23,238,02 h 209 Bi (n,3n) 207 Bi14,4231,56 y 209 Bi (n,4n) 206 Bi22,556,243 d 115 In (n,2n) 114 In9,121,2 min

10 10 Vyhodnocení - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr rozpad během ozařování, měření nestabilita svazku koincidence nebodové zářiče mrtvá doba detektoru účinnost detektoru samoabsorpce mrtvá doba detektoru plocha píku použité korekce rozpad mezi koncem ozařování a začátkem měření rozpad během ozařování

11 11 Měření účinných průřezů - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Požadavky pro měření σ metodou aktivace:  vysokoenergetický neutronový zdroj s dobrou intenzitou  monoenergetické (kvazi-monoenergetické)! neutrony, dobře známé spektrum  dobré spektroskopické vlastnosti  detektorů Lze spočítat N yield a nakonec : Proces vyhodnocení: Ozařování→HPGe→Deimos→Korekce→Výtěžek→Účinný průřez počet neutronů v píku plocha fólie hmotnostní číslo Avogadrova konstanta

12 12 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Zdroje neutronů  zdroj s širokým spektrem neutronů -metoda time of flight- určení energie jednotlivých neutronů z doby letu (zařízení n_TOF v CERN), nevhodné při využívání aktivačních fólií  zdroj kvazi-monoenergetických neutronů - vhodný terč + urychlovač částic - častý zdroj 7 Li(p,n) 7 Be, 2 H(d,n) 3 He  zdroj CYRIC s rozsahem 40 až 90 MeV v „Cyclotron and Radioisotope Center“ v Tohoku  připravovaný zdroj SPIRAL-2 v laboratoři GANIL v Caen ve Francii (rozsah do 40 MeV, vysoká intenzita)

13 13 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Zdroje neutronů Neutronový zdroj na cyklotronu U-120M Blue Hall, Uppsala Kvazi-monoenergetický neutronový zdroj

14 14 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Experimenty v Řeži  duben, květen 2009, ozařování fólií na cyklotronu U-120M  rozměr fólií od 1,5x1,5 cm 2 do 3x3 cm 2, tloušťka fólií od 50 μm do 1 mm  energie protonového svazku 32,5 a 37 MeV  ozařovací doba 20 h.,ozařované fólie: Ni, Zn, Bi, Cu, In, Al, Au, Ta, Fe a vzorek obsahující I  po ozařování měřeny HPGe detektorem (doba transportu fólií kolem 15 minut)

15 15 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Experimenty v Řeži Znormalizovaný počet neutronů ve svazku a účinné průřezy izotopů

16 16 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Experimenty v Uppsale  únor 2010, červen 2008  energie protonových svazků 25, 50, 100 MeV (červen 2008); 62, 70, 80 a 93 MeV (únor 2010)  doba ozařování kolem 8h.,ozařované fólie: Au, Bi, In, Al, Ta, Co, Y a vzorek s I  doba transportu fólií asi 2 minuty

17 17 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Experimenty v Uppsale ozařované vzorky umístění vzorků vůči detektoru únor 2010

18 18 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Srovnání Řež, Uppsala ÚJF Řež TSL Uppsala Porovnání účinného průřezu reakce (n,2n) izotopu 197 Au s EXFOR a TALYS

19 19 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Srovnání Řež, Uppsala Porovnání účinného průřezu reakce (n,xn) nat In s EXFOR a TALYS ÚJF Řež TSL Uppsala

20 20 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Srovnání Řež, Uppsala Porovnání účinného průřezu reakce (n,2n) 64 Zn s EXFOR a TALYS ÚJF Řež

21 21 - Motivace Úvod Knihovny Stochastické a deterministické kódy Detekce neutronů Vyhodnocení - Měření účinných průřezů - Zdroje neutronů -Experimenty-Řež - Experimenty- Uppsala - Srovnání Řež, Uppsala - Závěr Závěr  zpracovala jsem výsledky měření v Řeži (duben, květen 2009)  podílela jsem se na experimentech v TSL Uppsala a připravila vzorky pro měření  měření v Uppsale a v Řeži pokrývá široké spektrum energií  naše výsledky pro dobře známé účinné průřezy odpovídají dalším experimentálním datům  naměřili jsme množství nových dat  výsledky své práce jsem prezentovala v dubnu na konferenci v Liblicích. Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Aktivační měření účinných průřezů prahových reakcí neutronů Diplomová práce Vrzalová Jitka 16.6.2010 Vedoucí práce: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Katedra."

Podobné prezentace


Reklamy Google