近日,原子核物理頂級(jí)期刊《Physics Letters B》在線發(fā)表了中國散裂中子源(CSNS)反角白光中子實(shí)驗(yàn)裝置(Back-n)上的研究成果“1-300 MeV中子能區(qū)的232Th裂變截面測量”,該成果將有望助力國家“雙碳”目標(biāo)。
2020年9月,我國提出了2030年完成“碳達(dá)峰”,2060年完成“碳中和”的“雙碳”目標(biāo),將核能確立為我國未來優(yōu)先發(fā)展的非化石能源之一。釷鈾(232Th/233U)燃料循環(huán)是未來主要發(fā)展的核燃料循環(huán)方式之一,232Th的中子誘發(fā)裂變反應(yīng)是釷鈾循環(huán)中的重要反應(yīng)之一,它的裂變截面數(shù)據(jù)多年來一直受到廣泛關(guān)注。
高能所和核物理與化學(xué)研究所的研究人員充分發(fā)揮和利用Back-n寬能譜的特點(diǎn),測量了1-300 MeV中子能區(qū)232Th的裂變截面。其中,快中子能區(qū)的截面數(shù)據(jù)對(duì)釷鈾循環(huán)非常重要,20 MeV以上的高能中子截面數(shù)據(jù)對(duì)核數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和核裂變應(yīng)用非常重要。EXFOR數(shù)據(jù)庫顯示該工作測量到的最高中子能量(300 MeV)是目前公開發(fā)表的232Th裂變截面數(shù)據(jù)中的最高能量。審稿人對(duì)這一工作給予了高度評(píng)價(jià):“這是一項(xiàng)新穎和非常有趣的工作,它對(duì)核數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)庫和核裂變應(yīng)用具有高影響力。這項(xiàng)工作中的中子能量高達(dá)300 MeV,而EXFOR庫中此前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有超過200 MeV。這有助于更好地理解中能區(qū)裂變”。此項(xiàng)工作受到了國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的關(guān)注,高能所東莞研究部加速器技術(shù)部副研究員陳永浩受邀在不久前召開的IAEA中子標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)會(huì)議中作報(bào)告介紹了相關(guān)工作。
232Th(n, f)截面測量結(jié)果和其他實(shí)驗(yàn)測量的比較
本文第一作者為陳永浩副研究員,核物理與化學(xué)研究所副研究員羊奕偉和高能所東莞研究部加速器技術(shù)部副研究員樊瑞睿為本文的共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):11905031)的支持。全文鏈接如下:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269323001661
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