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基于双核与统计模型对热中子引发235U和239Pu裂变后碎片动能分布的研究

基于双核与统计模型对热中子引发235U和239Pu裂变后碎片动能分布...

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作者：彭海圆广西师范大学

学位级别：硕士

核裂变发展至今,已在核能、国防、核技术及其前沿科学研究等领域起着至关重要的作用,并影响着人类的生产和生活。众所周知,裂变能主要来源于中子诱发重核裂变反应的碎片动能(占整个裂变能85%以上)。U和Pu作为易裂变锕系核,被广泛使用在... 详细信息

核裂变发展至今,已在核能、国防、核技术及其前沿科学研究等领域起着至关重要的作用,并影响着人类的生产和生活。众所周知,裂变能主要来源于中子诱发重核裂变反应的碎片动能(占整个裂变能85%以上)。U和Pu作为易裂变锕系核,被广泛使用在核燃料中,特别是热中子引发U和Pu裂变,因其裂变截面很大(超出MeV量级入射中子引发裂变截面几个数量级),是实验和理论研究的重点核素。故深入对热中子引发U和Pu裂变后碎片动能分布的研究是非常有必要的,既具有实际应用之价值,又有助于深入理解裂变机制这个学术难题。本文以成对裂变初始碎片的产生及演化过程为研究对象,提出了双核与统计模型:(1)假定裂变核沿对称轴被拉伸直至断裂为两初始裂变碎片;(2)断裂后碎片的动能主要是由库仑排斥提供,在严格执行六维积分运算并忽略高阶项后给出了大形变碎片对的库仑排斥相互作用的解析表示形式;(3)通过挖掘裂变后可观测量(诸如碎片质量分布、碎片平均总动能分布、碎片电荷分布、瞬发中子数、瞬发中子动能、平均γ能量等)的一些共有特性,给出了大形变碎片的形变表示形式及一套普适性形变参数;(4)通过给定的形变参数,推导出初始碎片对质心间的距离,给出了平均总动能分布(?)、平均动能分布(?)的表示形式。以热中子引发U和Pu两个裂变体系为例,自洽地得到了两裂变体系的碎片平均总动能分布和平均动能分布,理论计算的结果很好地与实验数据相吻合,且只包含有三个具有一定普适性的形变参数,可为相关裂变核数据的建立提供了一可靠的评价手段。另外,对裂变后的碎片的平均瞬发中子数、平均瞬发中子动能及平均γ能量等进行了初步的探讨,为进一步研究裂变机制奠定了基础。

关键词：热中子引发裂变 235U、239Pu 双核与统计模型形变参量平均总动能分布平均动能分布

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