热中子截面测量.doc

V-51的热中子俘获截面测量摘要：利用活化法和相对测量法对截面未知样品V-51进行进行热中子截面的测量，并与标准核数据进行比较，分析误差。关键词：热中子俘获截面：活化法，相对测量法；Al-27，V-51;半衰期；一 引言实验目的：1. 熟悉掌握相关实验仪器的原理与使用2. 掌握相对测量法测量热中子界面的基本原理3. 利用所学知识对独立自主设计实验的熟悉实验原理：相对测量法：利用已知热中子截面的Al-27进行活化，对活化后的样品进行计数，利用公式可以得到在该样品活化点的热中子通量，将待测样品v-51放置在相同活化地点至饱和，利用NaI闪烁体探测器对其进行计数，由于在同一活化地点具有相同的通量，所以算出样品v-51的热中子俘获界面。活化法：利用样品在中子源的辐照下被活化，通过NaI闪烁体探测器测量活化后样品的放射性，可以得到样品活化处的中子通量。实验器材及软件：NaI闪烁体探测器 SG1121（75*75） 多道分析系统 示波器 电光分析天平 游标卡尺中子屏蔽腔（铅） 胶带 镊子 MCNP 5 多道分析软件MCA16K实验样品：Al-27 V-51 标准样品源Co-60 Cs-137实验步骤：1 熟练掌握MCNP 5 和 多道分析软件的使用。2 测量实验样品的三维尺寸和质量（见表一和表二）3 利用标准源进行能量刻度。4 分别将样品放入中子源进行活化（20分钟），活化完成后开始计时（t0=0,t1 ,t2)，利用NaI闪烁体探测器和多道系统对活化样品进行计数，并且记录相关数据（见表三）。5 每个样品计数完成后，在相应道数对其进行本地计数的测量并且记录数据（见表四）。6 利用MCNP5对NaI探测器对活化后样品的探测效率的模拟（见表五）。7数据处理，利用相对测量法算出V-51的热中子俘获截面。8 误差分析以及实验总结。实验数据处理：表一 样品的尺寸和质量样品长(mm)宽(mm)高(mm)质量(g)Al163.2431.6611.2445.540Al254.0631.2410.6439.644V49.5042.464.8817.440表二 样品的计数及其相应本底计数第一次测量：样品(s)(s)(s)净面积(个)本底（个）净计数（个）V0191.59519.5955299122054079Al1015.74315.749821181.59640Al2016.28216.28731684.37232第二次测量：样品 (s)(s)(s)净面积(个)本底(个)净计数（个）V016.14516.1458426626.757799Al1017.26217.26776769.37698Al2012.77312.771019611110085查表可知： 2.24 min =5.5173 : 3.473 min =3.0864 对于已知界面的Al,其截面0.241 b对表一数据通过计数后可得到：的 （个） 的 （个） 由于使用的V样品为,所以样品中V 的实际 （个） 对Al-28和V-51，分别用MCNP 5进行模拟NaI探测器对其的探测效率：Al-28: 由MCNP 5的模拟结果可知 探测效率=4.1636 （Al1) =4.3449 （Al2)V-52: 由MCNP 5的模拟结果可知 探测效率=5.8909 （V)由公式代入Al的核数据可以得到中子通量.对于第一次测量得到的可得： 6723.126 7107.624 对于第二次测量得到的可得： 6618.714 7948.440 对两次测量所得到的的中子通量取平均值得到7104.303 将得到的和V的数据代入公式 可得到 V-51的截面：第一次测量 4.6704 b 第二次测量 4.9387 b所以V-51的平均截面 4.8045 bV-51的标准截面为5 b，所以误差误差分析：1 所使用的Al样品部分被氧化，使实际的小于理论，造成结果误差，使偏小。2 测量时仪器工作不稳定造成峰位偏移使峰位的净面积有偏差。3 活化时间为20min，我们实验数据处理时当做饱和状态，当做是1来处理，实际情况略小于1 。 4 测量样品