Antonín Krása Školitel: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Produkce neutronů v tříštivých reakcích 0.7-2.0 GeV protonů na tlustém olověném terči (Experiment versus.

Prezentace na téma: "Antonín Krása Školitel: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Produkce neutronů v tříštivých reakcích 0.7-2.0 GeV protonů na tlustém olověném terči (Experiment versus."— Transkript prezentace:

1 Antonín Krása Školitel: RNDr. Vladimír Wagner, CSc. Produkce neutronů v tříštivých reakcích 0.7-2.0 GeV protonů na tlustém olověném terči (Experiment versus Monte Carlo simulace)

2 Motivace změřit průběh a intenzitu neutronového pole kolem tlustého olověného terče ozařovaného relativistickými protony výsledky experimentu porovnat s výsledky Monte Carlo simulacívýsledky experimentu porovnat s výsledky Monte Carlo simulací simulace – průběhu jednotlivých fází spalační reakce – transportu vysokoenergetických neutronů terčem  test přesnosti jaderných modelů a knihoven účinných průřezů

3 Osm let experimentů v SÚJV Dubna I. holý terč, terč obklopený moderátorem. Energie protonů [GeV] Datum Doba ozařování [hod:min] Intensita svazku [10 13 ] Experimentální uspořádání Urychlovač 1.519988:358.9 Pb terč Synchro- fázotron W terč 0.88519992:033.46 Pb terč + moderátor 1.320003:172.77 Pb terč 2.520002:024.07 0.6620030:10158 Pb terč + moderátor Fázotron

4 Energie svazku [GeV] SvazekDatum Doba ozařování [hod:min] Intensita svazku [10 13 ] Experimen- tální uspořádání Urychlovač 0.7 protony 20048:511.47 Pb terč + U plášť + (CH 2 ) n stínění Nuklotron 1.020036:033.26 1.5200112:031.14 2.020037:431.25 2.52deuterony20058:004.7 Osm let experimentů v SÚJV Dubna II. Energie+Transmutace

5 Průběh ozařování

6 „Energie+Transmutace“ terč: Pb plášť: U stínění: Cd + (CH 2 ) n

7 aktivační fólie: Au, Al, Bi, Co, In, Ta, Y

8 Podélné rozložení výtěžků v Al a Au fóliích

9 Příčné rozložení výtěžků v Al a Au fóliích

10 Monte Carlo simulace MCNPX 2.6.B (červen 2006) Vnitrojaderná kaskáda: Bertini INC model Isabel INC model Liege INC model (INCL4) CEM03 (nezávislý) Předrovnovážná emise: Multistage Pre-equilibrium Exciton Model Vypařování+štěpení: Dresner model ABLA model

11 Neutronové spektrum Neutronové spektrum (příklad simulace při 1 GeV) Spektrum tvrdne ke konci terče Detail na E n > 100 MeV:

12 Podíl výtěžku v první mezeře terče ku výtěžku na konci terče jako funkce prahové energie reakce Neutronové spektrum Neutronové spektrum (příklad experimentu při 1 GeV)

13 Experiment vs. simulace Experiment vs. simulace (Bertini+Dresner) Poměr exper. / simul. pro výtěžky reakce 197 Au(n,2n) 196 Au s E thresh = 8 MeV

14 Experiment vs. simulace Experiment vs. simulace (Bertini+Dresner) Poměr exper. / simul. pro výtěžky reakce 197 Au(n,2n) 196 Au s E thresh = 8 MeV

15 Experiment vs. simulace Experiment vs. simulace (další kombinace INC+evaporation/fission, příklad 1 GeV)

16

17 Shrnutí … Produkce neutronů v tříštivých reakcích protonů (0.7-2.0 GeV) na tlustém Pb terči obklopeném U blanketem (sestava Energie+Transmutace). Neutronové pole měřeno metodou aktivačních fólií. Vysokoenergetická složka neutronového pole pozorována díky (n,xn) reakcím (emise až x=9 neutronů) s prahovými reakcemi do 90 MeV. Maximum intensity pole rychlých neutronů (E n > 1 MeV) je v oblasti kolem 12 cm od začátku terče. Neutronové spektrum tvrdne ke konci terče. Porovnání experimentálních dat s výsledky MCNPX simulací:  v podélném směru dobrá kvalitativní shoda pro všechny modely, v absolutních hodnotách se liší až o 50%,  v příčném směru dobrá shoda pro E p ≤ 1 GeV, ale pro E p ≥ 1.5 GeV simulace podceňuje produkci neutronů, proto …

18 … a plány do budoucna … proto provádíme detailní analýzu možných chyb plynoucích ze simulací a porovnáme s výsledky dalších experimentů Plány:  vyšší energie svazku (do 4.0 GeV),  těžší projektily,  olověný terč s uranovým blanketem bez moderátoru.

19 Děkuji za pozornost

20 Monte Carlo simulace