用MCNPX计算ADS金属靶散裂中子产额及散裂源中子效率

为了分析加速器驱动系统（ADS）中质子束能量对金属靶散裂产生的中子产额及靶内中子能谱、靶表面的泄漏谱的影响,利用MCNPX对ADS的重金属铅靶、钨靶在不同能量的质子束轰击下的中子产额、中子能谱及靶表面的中子泄漏谱进行了模拟计算,与国际上其他研究机构的模拟结果进行了比较,结果相近.并对铅靶、钨靶的中子产额及泄漏谱进行比较,模拟结果是钨靶的中子产额较铅靶的中子产额大但中子泄漏谱计数较铅的小.结合MCNP5还对一个次临界基准体系中散裂源中子相对于裂变中子的效率进行了计算.     

基于MCNPX对ADS中子源散裂靶的物理研究

运用蒙卡程序MCNPX对加速器驱动次临界反应堆系统（简称ADS）的标准散裂中子靶进行了计算研究.计算了在0.6～1.5 GeV的质子轰击下,标准Pb靶发生散裂反应产生的中子产额及分布、中子能谱以及靶内能量沉积分布.计算结果与文献理论数据、实验数据进行了比较.     

激光驱动产生正电子实验的数值模拟研究

激光尾波场电子束作用于固体金属靶产生正电子,是一种新兴的获取正电子的实验方法。文章对其实验方案进行详细地模拟分析。利用FLUKA蒙特卡罗程序开展数值模拟,研究激光尾波场正电子实验中靶材料的选择标准,提出引入平均角分布熵产额(mean angular entropy yield, MAEY)函数指标进行正电子的实验可用性评价;计算结果表明,原子序数高的固体金靶正电子产额和平均角分布熵产额均较高,正电子的可用性相对较好。对选用固体金靶的实验方案,构建蒙特卡罗物理模型开展模拟计算,研究正电子在输运过程中的空间分布特征;计算数据显示,金靶产生正电子的角分布范围在0°～70°之间,通过准直器后正电子数目减少到原来的1.05%,存在电子、光子和中子等干扰粒子,其中光子干扰最大,在通过偏转磁场后的正电子分布空间,光子密度仍比正电子密度高2个数量级。该文的研究对于激光驱动正电子实验固体靶材料的合理选用以及相关正电子测量与应用实验方案的优化设计具有一定的参考价值。     

利用MONTECARLO方法分析高能电子加速器中中子引起的感生放射性——微观分析

在高能电子加速器中，高能电子与物质相互作用产生电磁簇射，生成的高能光子与 介质发生光核反应，其后的中子、介子又引发核反应，并引发感生辐射场.本系列文章利用 Monte Carlo方法分析了高能电子加速器中中子引起的感生放射性以及对加速器周围环境的 影响，对于制定关于停机后等待时间的规定具有指导性意义.在微观上利用多步动力学模型 （Many Stage Dynamical Model，MSDM）计算了中子与不同靶材Fe、Cu、Ni的辐射损伤总截 面，然后计算了能量为10、140和700 MeV的中子与加速器相互作用所产生的放射性同位素的 分布及生成截面，并且对3种情况进行了比较和分析.     

电子直线加速器的感生放射性计算方法

为了选择一个合理而相对准确的计算电子直线加速器的感生放射性的方法,分析了的点源近似法、径迹长度法、吸收功率法、 Monte Carlo模拟法的优缺点.对IAEA188号报告中一标准算例,用这4种方法进行饱和放射性活度As的计算,并对结果进行比较.分析表明, Monte Carlo模拟法考虑反应完全,可同时计算直接和间接感生放射性,计算步骤简单,结果准确,是4种计算方法中最好的.用Monte Carlo法计算了30 MeV以内电子直线加速器中钨靶的As; 并给出在钨靶中As的空间分布.结果表明,随钨靶厚度及入射电子束能量的增加, As增加.这些结果有利于今后感生放射性研究.     

高能电子轰击金属靶产生正电子的模拟研究

建立了高能电子束与固体作用产生正电子的蒙特卡罗模拟模型.得出了金属靶材料,靶厚度,电子束能量等对正电子产额的影响.模拟实验表明,金作为靶材料,正电子的产额最高.实验中1cm为最优靶厚度,在此厚度之外,正电子随着厚度增加而减少;对于电子束的能量而言,能量越高,正电子的产额越高,提高电子束能量是增加正电子产额的有效途径.此外,模拟实验还给出了以正电子为主的次级粒子的角分布及能谱,结果表明,次级粒子主要包括正电子,光子,及少量的中子和质子,而且,正电子发射具有明显前倾的特点,能量呈类麦克斯韦分布.     

对14.9MeV中子核反应产生的反冲核能谱的测量

测量了由１４ ．９ Ｍｅ Ｖ 中子入射金属产生的反冲核的能谱．用活化技术测量溅射产额随靶与收集器之间距离的变化,用统一的原子阻止本领公式来计算溅射粒子在空气中的能量损失．溅射粒子的能量分布可由不同距离的溅射产额和能量损失导出．用这种方法第一次测量了 Ｍｇ 、 Ａｌ 、 Ｃｒ 、 Ｆｅ 、 Ｃｏ 、 Ｎｂ 和３１６ 型不锈钢等７ 种样品的８ 种核反应所产生的反冲核的能谱     

低能电子加速器的感生放射性

运行在１０ＭｅＶ能量以上的放射治疗和工业辐照用的电子加速器，均可能产生感生放射性，其强度取决于加速电子能量，束功率和被照材料的类型。电子能量在阈能或近似于２５ＭｅＶ之间，中子基本上产生于“巨光核共振”。医用加速器的Ｘ射线靶，固定和可变准直辐照容器等也是感生放射性的主要来源。     

快D_2~ 和H_2~ 分子离子在碳膜中产生D~-和H~-负离子的产额测量

本文报告了几组Mev量级的D_2~ 、D~ 、H_2~ 和H~ 离子穿过各种厚度的自支撑薄碳膜产生D~-和H~-离子的产额测量结果。结果表明,负离子产额与入射离子的速度有关;在同一能量下D~ 和H~ 离子的负离子产额都与靶厚度无关。证实了快离子在固体中的电子俘获事件是在固体的后表面内发生的假设。在不同能量下,负离子产额不同,证实了电子俘获截面随入射粒子速度的增加而减小的结论。从分子离子在固体中的负离子产额随停留时间t_D的变化可以看出分子团效应的影响。     

ADS相关核数据实验研究进展

本文简要介绍了中国科学院近代物理研究所ADS相关核数据实验研究进展.基于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)搭建了核数据实验测量终端,建立中子飞行时间谱仪、轻带电粒子谱仪和水浴活化等实验装置,并开展了一系列ADS关键材料的核数据实验研究,包括400 MeV/u 16O离子束轰击钨靶和铅靶的实验,296 MeV氘束轰击铅靶和厚铍靶的实验,以及250 MeV质子轰击厚钨靶和厚铅靶的水浴活化实验.实验测量主要研究了ADS散裂反应相关的中子产额、能谱、双微分截面等数据.另一方面,基于中国原子能科学研究院核数据重点实验室的中子积分实验装置,开展了ADS靶堆耦合相关材料镓、石墨、碳化硅、钨、铀等样品的积分实验,检验了ENDF/B-VII.1,CENDL-3.1,JENDL-4.0,JEFF-3.2及TENDL-2015等数据库中相关材料的中子评价数据.     

标量电子能级束缚态的计算

在超对称模型下,研究了2个标量电子以及标量电子和电子之间的相互作用.其相互作用势是通过计算2个粒子之间交换1个光子得到的.在选取一定的波函数和变分参数之后,用变分法来计算所得到的势,得到能级和相应的波函数,并讨论所形成的束缚态的可能性和稳定性.     

利用蒙特卡罗模拟评估医用电子直线加速器非均整模式的光子束软化特性

本文利用蒙特卡罗模拟评估不同能量、不同射野下医用电子直线加速器非均整模式(Flattening Filter Free, FFF)光子束的软化特性.基于本院的Varian Edge加速器的组件参数和测量数据，利用通用蒙卡程序EGSnrc/BEAMnrc构建6 MV均整模式(Flattening Filter, FF)、6 MV FFF和10 MV FFF下的机头模型，使用EGSnrc/DOSXYZnrc程序模拟获得5 cm×5 cm和10 cm×10 cm射野下的百分深度剂量(Percentage Dose Depth, PDD)和横向剂量离轴比(Off Axis Ratio, OAR),与测量数据进行比较，确定不同模式的源参数；在此基础上模拟三种光子束模型在上述两种射野射野条件下非均匀模体(水-骨-肺-水)内的PDD,并对其相空间文件进行能谱分析，评估FFF光子束的软化特性.三种光子束模式在非均匀模体内的PDD趋势相似，但在小野时扰动更大，FFF模式相较于FF模式，包含更多的低能光子和更少的机头散射；在低能、小野时，6 MV FFF模式的光子束软化特性带来的剂量影响与6 MV FF模...     

小金团簇的基态结构和能量

应用遗传算法和Gupta势对小金团簇的结构进行了优化计算，分析讨论了基态结构和能量随团簇尺寸的变化规律，发展Au13为二十面体以及Ann在n≥16时呈现非晶无序结构的特征。     

电子加速器X射线发射率的MCNP分析

为满足现代X射线应用和设计电子加速器的靶结构和束流参数的需要,采用MCNP4B程序对2～20MeV能量范围内的电子束入射不同厚度钨靶的X射线发射率进行了系统的模拟计算和研究.结果表明在电子能量小于10MeV时,MCNP4B的结果与NCRP-51报告一致,但在10MeV以上,它们间的差别增大.该文结果对早期NCRP-51报告的结果有重要的改进,对于现代产生X射线的电子加速器靶的设计具有参数作用.     

Au吸附在GaAs（110表面的研究

研究了Au吸附在GaAs(110)表面的吸附构型,并计算了表面态密度和表面能带结构.计算结果表明,可以认定Au与Ga的悬挂键杂化成键,从而引起2条附加的能带,一条位于禁带之中,距价带顶为0.9ev;另一条与价带共振,离价带顶为0.7ev,所得结果与实验结果相一致.     

康普顿效应中一个值得商榷的问题

计算了光子被运动自由电子散射后谱线的宽度，分析了不同波长光子的康普顿散射谱线的可分辨条件，从而得出与一般教科书不同的结论。     

钨等离子体电子密度的研究

用SHML模型计算了温度从0.3 keV到10.0 keV、密度从0.001 g/cm3到0.1 g/cm3的钨等离子体的电子密度,研究了钨等离子体电子密度随温度、密度的变化规律.计算结果表明,钨的电子密度随等离子体的温度、密度增加而增大,并且出现了3次缓慢变化的平台.分析了平台出现的原因,特别是温度从6.5 keV到10.0 keV时出现的平台,是由于等离子体的温度太高,导致钨原子中的电子几乎全部电离所致.因此,选用钨元素作为聚变堆第一壁材料时,应尽量避免高Z钨进入氘、氚等离子体中,从而破坏聚变反应.     

钨针尖放电处理后的场发射特性

在场发射显微镜（FEM）中使用1万伏以上的电压对钨针尖进行了放电处理。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的观察表明在处理后形成了纳米尺寸的突起。从经过处理的钨针尖能够支取高达1.55mA的场发射电流。针尖的场发射像呈现四重对称,表明它来自单个突起。场发射电流与电压关系符合Fowler-Nordheim (F-N)理论。根据F-N理论算得的场发射面积与TEM下观察到的突起的面积在量级上一致。     

低能正电子与氦原子的弹性散射

对电子与氦原子相互作用的模型势进行了修正.用修正前后的模型势计算低能电子被氦原子散射使得S分波相移与实验结果一致,把同样的模型势(忽略交换势)应用到低能正电子被氦原子散射,得到了低能正电子的分波相移、弹性散射截面、动量转移截面.结果表明,用修正后的模型势所得到的结果与实验值符合得很好.从而说明对模型势的修正是合理的.     

蒙特卡罗模拟单元素靶的溅射产额角分布

用蒙特卡罗方法模拟能量为２７ｋｅＶＡｒ＋轰击Ａｇ和Ｃｄ单元素靶的力学运动，以研究级联碰撞产生的溅射原子的空间分布情况，对计算结果进行适当的数学处理，以得出微分溅射产额角分布．计算结果和实验值作了比较，并讨论了两种单元素靶的微分产额角分布．