KHẢO SÁT TIẾT DIỆN SINH NEUTRON THEO PHÂN BỐ GÓC TRONG PHẢN ỨNG (P,N) VỚI CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG BẮN PHÁ KHÁC NHAU LÊN BIA NIKEN VÀ BIA CHÌ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ KHẢO SÁT TIẾT DIỆN SINH NEUTRON THEO PHÂN BỐ GÓC TRONG PHẢN ỨNG (P,N) VỚI CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG BẮN PHÁ KHÁC NHAU LÊN BIA NIKEN VÀ BIA CHÌ Mã số: CS2011.01.58 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Quốc Thái Đồng Tháp, 05/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ KHẢO SÁT TIẾT DIỆN SINH NEUTRON THEO PHÂN BỐ GÓC TRONG PHẢN ỨNG (P,N) VỚI CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG BẮN PHÁ KHÁC NHAU LÊN BIA NIKEN VÀ BIA CHÌ Mã số: CS2011.01.58 Xác nhận Chủ tịch HĐ nghiệm thu (ký, ghi rõ họ tên) TS Lương Văn Tùng Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) ThS Nguyễn Quốc Thái Đồng Tháp, 05/2012 i MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iv TÓM TẮT v ABSTRACT .vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (p,n) .4 1.1 CÁC TÍNH CHẤT CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (p,n) .4 1.1.1 Các trình va chạm hạt nhân 1.1.2 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân (p,n) 1.1.3 Động học phản ứng hạt nhân trường hợp không tương đối .7 1.2 TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1.2.1 Tiết diện phản ứng CHƯƠNG TIẾT DIỆN NEUTRON SINH RA TRONG PHẢN ỨNG (p,n) 12 2.1 THƯ VIỆN DỮ LIỆU JENDL NĂNG LƯỢNG CAO (JENDL/HE – 2007) CỦA NHẬT 12 2.1.1 Các phản ứng gây neutron 13 2.1.2 Các phản ứng gây proton 13 2.1.3 Tiết diện phản ứng hạt sản phẩm phụ 13 2.1.4 Tiết diện phản ứng hạt sản phẩm pion .13 2.1.5 Phản ứng phân hạch 14 2.1.6 Hệ tọa độ sử dụng JENDL/HE-2007 14 2.2 TIẾT DIỆN VI PHÂN CỦA NEUTRON SINH RA TRONG PHẢN ỨNG (p,n) .15 2.2.1 Tiết diện vi phân neutron sinh phản ứng (p,n) [12,29,32] .15 2.2.2 Cấu trúc liệu thư viện JENDL/HE 15 2.2.3 Thuật toán dùng chương trình matlab .16 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 17 3.1 TIẾT DIỆN SINH NEUTRON THEO PHÂN BỐ GÓC CỦA BIA NI62 17 3.2 TIẾT DIỆN SINH NEUTRON THEO PHÂN BỐ GÓC CỦA BIA PB206 20 NHỮNG KẾT QUẢ CHÍNH THU ĐƯỢC TỪ ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 ii Phụ lục A 28 Phụ lục B 31 Phụ lục C 36 Phụ lục D 42 iii DANH MỤC BẢNG Bảng Các Nuclide thứ tự ưu tiên chúng JENDL/HE 12 Bảng 2 Định dạng file liệu phản ứng gây proton thư viện JENDL/HE 14 Bảng Số liệu đồng vị Pb, Ni 16 iv DANH MỤC HÌNH Hình Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Ni 62 Ep=0.6 GeV Hình Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Ni 62 Ep=0.6 GeV Hình 3 Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Ni 62 Ep=1.0 GeV Hình So sánh tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Ni 62 theo mức lượng bắn phá khác Hình Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Ni 62 Ep=1.0 GeV Hình Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Pb 206 Ep=0.6 GeV Hình Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Pb 206 Ep=0.5 GeV Hình Tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Pb 206 Ep=1.5 GeV Hình So sánh tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia Pb 206 theo mức lượng bắn phá khác Hình 10 So sánh tiết diện neutron sinh phản ứng (p,n) bia khác Ep=0.5GeV, Ep = 0.6GeV Hình 11 So sánh tiết diện neutron sinh phản ứng (p, n) bia khác Ep=0.7GeV, Ep = 1.5GeV v TÓM TẮT Tiết diện sinh neutron phản ứng (p, n) không phụ thuộc vào lượng chùm proton bắn phá mà phụ thuộc vào loại bia Đối với bia Ni 62, tiết diện sinh neutron tăng dần lượng bắn phá proton vào tăng từ 0.6GeV-1.5GeV đạt giá trị cao mức lượng 1.5GeV Đối với bia chì Pb 206, tiết diện sinh neutron tăng dần lượng bắn phá proton vào tăng từ 0.5GeV-0.8GeV tiết diện sinh neutron giảm lượng bắn phá proton vào tăng từ 1.0GeV-1.5GeV tiết diện sinh neutron hai mức gần sai lệch lớn Đối với hai bia Pb 206, Ni 62, tiết diện sinh neutron bia Pb 206 lớn tiết diện sinh neutron bia Ni 62 vi ABSTRACT Cross section of neutrons in the reaction (p, n) depends not only on the energy of bombarding proton beams, but also depends on the type of beer For beer Ni 62, when -1.0 ≤ μ ≤1.0, the cross section of neutrons increases as the energy of the proton bombardment from 0.6GeV-1.5GeV in increasing and reached the highest value at 1.5GeV energy For beer Lead Pb 206, when -1.0 ≤ μ ≤ 1.0, the neutron cross section of students increase as the proton bombarding energy from 0.5GeV-0.8GeV in increasing and reducing the cross section of neutrons of energy proton bombardment on increased from 1.0GeV-1.5GeV but born neutron cross section at two different levels are almost no large deviations For both beer Pb 206, Ni 62, when -1.0 ≤ μ ≤ 1.0, the cross section of neutrons 206 Pb target larger cross section of neutrons 62 Ni target MỞ ĐẦU TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC + Tình hình nghiên cứu nước Hiện nước có số đề tài nghiên cứu vấn đề tập trung vào nghiên cứu chế hoạt động lò phản hạt nhân điều khiển máy gia tốc ADS trình bày kết tiết diện sinh neutron phản ứng (p,n) xem neutron sinh phản ứng đẳng hướng Có số đề tài nghiên cứu neutron sinh sử dụng lượng bắn phá thấp lượng bắn phá neutron Trước nhu cầu sử dụng điện quốc gia ngày tăng độ an toàn cao nhà máy điện hạt nhân cần có công trình nghiên cứu phản ứng hạt nhân nhà máy điện hạt nhân, nước chủ yếu tập trung nghiên cứu cong trình nhà máy điện hạt nhân chưa tập trung nghiên cứu độ an toàn nhà máy điện, biết chế hoạt động lò phản có nhiều rủi ro cố xảy bắt lúc + Tình hình nghiên cứu nước Vấn đề nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p,n) quan nên đa phần nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p,n) Các công trình nghiên cứu vấn đề có liên quan đến hạt sinh sau phản ứng hay nói cách khác xác định sản phẩm sinh sau phản ứng Kết công trình nghiên cứu thu phân tích sản phẩm sinh phản ứng hạt nhân nặng, tiết diện sinh neutron theo lượng bắn phá thấp neutron Vấn đề nghiên cứu phản ứng hạt nhân nghiên cứu nhiều giới, vấn đề mang tính cấp thiết nay, đặc biệt nghiên cứu chế hoạt động lò phản hạt nhân điều khiển máy gia tốc ADS vấn đề mới, chưa có công trình nghiên cứu mang tính toàn diện vấn đề TÍNH CẤP THIẾT Lò phản ứng hạt nhân thông thường chứa nguy hiểm tiềm ẩn như: + Dễ bị cố lò khối lượng nhiên liệu phải tới hạn + Tạo chất thải hạt nhân + Tạo nguy lan truyền vũ khí hạt nhân Để khắc phục nhược điểm lò phản ứng hạt nhân thông thường người ta đề ý tưởng lò phản ứng hạt nhân điều khiển máy gia tốc ADS 29 Năm 2000 MATLAB cho đổi môi trường làm việc MATLAB, thêm LAPACK FFTW (Fastest Fourier Transform in the West - "biến đổi Fourier nhanh phương Tây") Năm 2002 MATLAB 6.5 phát hành cải thiện tốc độ tính toán, sử dụng phương pháp dịch JIT (Just in Time) tái hỗ trợ MAC Năm 2004 MATLAB phát hành, có khả xác đơn kiểu nguyên, hỗ trợ hàm lồng nhau, công cụ vẽ điểm, có môi trường phân tích số liệu tương tác Đến tháng 12, 2008, phiên 7.7 phát hành với SP3 cải thiện Simulink với 75 sản phẩm khác Matlab dùng rộng rãi giáo dục, phổ biến giải toán số trị (cả đại số tuyến tính lẫn giải tích) nhiều lĩnh vực kĩ thuật 2.3.2 Tính tính toán vẽ đồ thị [9]: + Các phép tính với ma trận Các phép cộng trừ hai ma trận kích thước thực bình thường Đặc biệt với phép nhân, MatLab phân biệt hai toán tử: * dành cho phép nhân ma trận * dành cho nhân cặp phần tử tương ứng hai ma trận >> a = [2 3; 4] >> a * a % bình phương ma trận A 10 18 12 22 >> a * a % bình phương TỪNG PHẦN TỬ A 16 Với phép tính lũy thừa tương tự Chẳng hạn, với ví dụ ta viết a^2 a.^2 + Tính vẽ đồ thị Vẽ đồ thị tính trau chuốt MatLab; với nhiều kiểu đồ thị khác biểu đồ dạng đường, biểu đồ chấm điểm, lớp màu (patch) hai chiều, đường đồng mức đường cong, mặt cong ba chiều Ngoài MatLab 30 cung cấp giao diện để người dùng trực tiếp biên tập hình vẽ, điền vào ghi theo ý muốn + Vẽ đồ thị dạng đường Giả sử có dãy số liệu V đo theo thời gian t Trong MatLab, V t có dạng vec tơ có độ dài Khi lệnh vẽ đồ thị với trục hoành t trục tung V có dạng: plot(t, V) xlabel('t (s)') % viết tiêu đề trục ylabel('V (m/s)') + Vẽ đồ thị dạng lớp màu Một cách hiệu để biểu thị trường vật lí không gian hai chiều dùng lớp màu Chẳng hạn T ma trận chiều lưu giữ giá trị nhiệt độ kim loại hình chữ nhật, việc hiển thị phân phối nhiệt độ lớp màu thực dễ dàng: pcolor(T) 31 Phục lục B ĐOẠN CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH TIẾT DIỆN VÀ SỐ HẠT NEUTRON SINH RA TRONG PHẢN ỨNG (P, N) TRÊN BIA PB206 VỚI NĂNG LƯỢNG BẮN PHÁ CỦA PROTON VÀO LÀ 0.5GeV %Lệnh xóa hình clc; %Bề dày bia d=10;%cm %Cường độ chùm proton tới I=0.025; %A e=1.6E-16; %Culong Np=I/e; %Hạt % Cos góc phát Neutron muy=[-1 -0.98481 -0.93969 -0.86603 -0.76604 -0.64279 -0.5 -0.34202 -0.17365 0.0000000017949 0.17365 0.34202 0.5 0.64279 0.76604 0.86603 0.93969 0.98481 1]; % Khối lượng phân tử nguyên tố Pb206 M=206; %g %Khối lượng riêng bia Pb 206 pro=11.36; %g/cm3 %Hằng số Avogadro Na=6.023E23; %phân tử/mol %Mật độ Neutron bia Pb 206 n=(pro*Na)/M; %hạt/cm3 % Năng lượng proton vào En=0.5 GeV Epb20605=[0.00E+00 1.00E+06 1.23E+06 1.51E+06 1.86E+06 2.29E+06 2.82E+06 3.47E+06 4.26E+06 5.24E+06 6.45E+06 7.94E+06 9.76E+06 1.20E+07 1.48E+07 1.82E+07 2.24E+07 2.75E+07 3.38E+07 4.16E+07 5.12E+07 6.30E+07 7.75E+07 32 9.53E+07 1.17E+08 1.44E+08 1.77E+08 2.18E+08 2.69E+08 3.30E+08 4.06E+08 5.00E+08]; %Hàm phân bố bia Pb 206 ứng với mức lượng proton vào 0.5 GeV fpb20605=[7.00E-08 6.80E-08 6.92E-08 6.87E-08 7.01E-08 7.00E-08 7.10E-08 7.08E-08 7.21E-08 7.10E-08 7.14E-08 7.18E-08 7.22E-08 7.24E-08 7.17E-08 7.29E-08 7.24E-08; 7.01E-08 7.17E-08 7.24E-08 9.28E-08 1.04E-07 8.44E-08 8.87E-08 8.82E-08 8.99E-08 9.45E-08 9.75E-08 9.86E-08 9.89E-08 1.05E-07 1.04E-07 1.04E-07 1.04E-07; 9.07E-08 1.01E-07 9.30E-08 1.03E-07 7.99E-08 9.13E-08 1.03E-07 8.10E-08 8.65E-08 8.66E-08 8.78E-08 9.31E-08 9.37E-08 9.58E-08 9.62E-08 1.02E-07 1.03E-07 1.03E-07 1.04E-07; 8.81E-08 9.77E-08 8.91E-08 1.02E-07 7.75E-08 8.50E-08 9.50E-08 8.23E-08 8.00E-08 7.98E-08 8.22E-08 8.64E-08 8.81E-08 8.96E-08 9.15E-08 9.73E-08 9.75E-08 9.58E-08 9.70E-08; 8.19E-08 9.29E-08 8.41E-08 9.42E-08 6.54E-08 7.74E-08 8.66E-08 7.26E-08 7.12E-08 7.23E-08 7.32E-08 7.96E-08 8.03E-08 8.18E-08 8.31E-08 8.88E-08 8.83E-08 9.42E-08 8.90E-08; 7.38E-08 8.42E-08 7.44E-08 8.70E-08 6.10E-08 6.71E-08 7.77E-08 6.20E-08 6.23E-08 6.25E-08 6.44E-08 6.87E-08 7.06E-08 7.18E-08 7.31E-08 7.72E-08 8.12E-08 7.87E-08 7.61E-08; 6.48E-08 7.45E-08 6.52E-08 7.56E-08 5.30E-08 5.65E-08 6.54E-08 5.00E-08 5.18E-08 5.21E-08 5.33E-08 5.69E-08 5.94E-08 6.10E-08 6.15E-08 6.77E-08 6.77E-08 6.74E-08 6.73E-08; 5.29E-08 6.35E-08 5.51E-08 6.46E-08 4.39E-08 4.47E-08 5.31E-08 4.06E-08 3.94E-08 4.13E-08 4.23E-08 4.61E-08 4.77E-08 4.91E-08 5.03E-08 5.39E-08 5.50E-08 5.44E-08 5.24E-08; 4.33E-08 5.12E-08 4.44E-08 5.17E-08 2.72E-08 3.44E-08 4.10E-08 3.06E-08 2.93E-08 3.05E-08 3.12E-08 3.56E-08 3.62E-08 3.75E-08 3.76E-08 4.16E-08 4.18E-08 4.20E-08 4.25E-08; 3.17E-08 3.89E-08 3.33E-08 4.03E-08 2.06E-08 2.39E-08 2.92E-08 2.04E-08 2.10E-08 2.13E-08 2.18E-08 2.47E-08 2.59E-08 2.67E-08 2.77E-08 2.93E-08 3.10E-08 3.14E-08 3.13E-08; 2.25E-08 2.80E-08 2.34E-08 2.92E-08 33 1.35E-08 1.58E-08 2.03E-08 1.30E-08 1.41E-08 1.37E-08 1.40E-08 1.66E-08 1.73E-08 1.79E-08 1.85E-08 2.06E-08 2.11E-08 2.19E-08 1.93E-08; 1.50E-08 1.93E-08 1.52E-08 1.97E-08 7.11E-09 9.76E-09 1.31E-08 7.75E-09 8.08E-09 8.48E-09 8.42E-09 1.02E-08 1.09E-08 1.15E-08 1.19E-08 1.33E-08 1.36E-08 1.36E-08 1.22E-08; 8.90E-09 1.21E-08 9.09E-09 1.27E-08 4.14E-09 5.58E-09 8.32E-09 4.41E-09 4.18E-09 4.41E-09 4.69E-09 5.98E-09 6.48E-09 6.78E-09 7.03E-09 8.26E-09 8.77E-09 8.92E-09 8.74E-09; 4.99E-09 7.62E-09 5.16E-09 7.81E-09 1.75E-09 3.09E-09 4.87E-09 2.07E-09 2.04E-09 2.34E-09 2.39E-09 3.34E-09 3.62E-09 3.95E-09 4.27E-09 4.93E-09 5.23E-09 5.49E-09 5.15E-09; 2.58E-09 4.44E-09 2.87E-09 4.75E-09 1.05E-09 1.70E-09 3.00E-09 9.18E-10 9.86E-10 1.06E-09 1.27E-09 1.95E-09 2.14E-09 2.28E-09 2.46E-09 3.16E-09 3.14E-09 3.44E-09 3.01E-09; 1.37E-09 2.78E-09 1.54E-09 2.94E-09 3.57E-10 1.03E-09 2.00E-09 4.32E-10 4.94E-10 5.08E-10 5.79E-10 1.14E-09 1.42E-09 1.55E-09 1.72E-09 2.12E-09 2.18E-09 2.23E-09 2.86E-09; 6.78E-10 1.86E-09 8.39E-10 1.93E-09 3.13E-10 6.63E-10 1.50E-09 2.39E-10 2.65E-10 2.90E-10 3.61E-10 7.88E-10 9.33E-10 1.14E-09 1.28E-09 1.54E-09 1.67E-09 1.71E-09 1.99E-09; 4.27E-10 1.34E-09 5.14E-10 1.45E-09 1.81E-10 4.90E-10 1.19E-09 1.32E-10 1.47E-10 1.88E-10 2.15E-10 5.93E-10 7.13E-10 8.71E-10 9.90E-10 1.26E-09 1.34E-09 1.37E-09 1.72E-09; 2.58E-10 1.08E-09 3.57E-10 1.19E-09 2.95E-11 3.49E-10 9.40E-10 9.83E-11 1.03E-10 1.17E-10 1.48E-10 4.53E-10 5.66E-10 6.92E-10 7.97E-10 1.04E-09 1.10E-09 1.14E-09 1.34E-09; 2.09E-10 8.92E-10 2.70E-10 9.71E-10 9.59E-11 2.45E-10 8.02E-10 6.78E-11 6.66E-11 8.12E-11 1.00E-10 3.39E-10 4.30E-10 5.55E-10 6.38E-10 8.59E-10 9.14E-10 1.04E-09 1.07E-09; 1.31E-10 7.49E-10 1.82E-10 7.53E-10 9.75E-12 1.93E-10 7.00E-10 4.53E-11 4.92E-11 4.85E-11 7.22E-11 2.42E-10 3.34E-10 4.39E-10 5.32E-10 7.17E-10 7.32E-10 7.91E-10 7.21E-10; 9.47E-11 6.25E-10 1.17E-10 6.67E-10 34 3.17E-11 1.16E-10 5.38E-10 3.09E-11 2.18E-11 3.49E-11 4.01E-11 1.64E-10 2.38E-10 3.28E-10 4.44E-10 5.93E-10 6.44E-10 6.58E-10 6.26E-10; 5.49E-11 5.13E-10 8.17E-11 5.10E-10 1.93E-11 6.94E-11 4.72E-10 2.43E-11 2.01E-11 1.94E-11 2.71E-11 1.11E-10 1.69E-10 2.53E-10 3.34E-10 5.26E-10 5.97E-10 5.52E-10 5.73E-10; 3.49E-11 4.16E-10 4.86E-11 4.43E-10 1.05E-11 3.92E-11 3.90E-10 6.58E-12 6.35E-12 1.14E-11 1.35E-11 6.79E-11 1.05E-10 1.69E-10 2.51E-10 4.30E-10 4.75E-10 4.90E-10 4.66E-10; 1.79E-11 3.36E-10 2.98E-11 3.80E-10 1.28E-11 1.67E-11 3.22E-10 4.28E-12 4.08E-12 3.53E-12 4.19E-12 3.25E-11 6.28E-11 1.09E-10 1.68E-10 3.71E-10 4.15E-10 4.68E-10 6.00E-10; 7.89E-12 2.55E-10 1.28E-11 3.13E-10 3.46E-12 5.79E-12 2.59E-10 1.31E-12 1.10E-12 2.87E-12 1.41E-12 1.49E-11 2.81E-11 5.98E-11 1.04E-10 2.92E-10 3.35E-10 4.34E-10 1.17E-09; 1.58E-12 1.72E-10 3.40E-12 2.45E-10 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 6.14E-13 1.91E-13 1.70E-12 4.61E-12 1.14E-11 2.61E-11 5.87E-11 2.25E-10 2.18E-10 2.68E-10 3.20E-10 1.76E-09; 3.21E-13 1.09E-10 1.42E-12 1.91E-10 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 7.77E-14 2.66E-13 6.59E-13 1.90E-12 8.47E-12 2.31E-11 1.99E-10 1.86E-10 1.90E-10 2.56E-10 1.46E-09; 6.52E-14 5.43E-11 1.15E-13 1.19E-10 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 8.64E-14 1.24E-13 3.25E-13 1.11E-12 4.97E-12 1.47E-10 1.91E-10 1.51E-10 1.73E-10 7.29E-10; 0.00E+00 1.73E-11 0.00E+00 5.65E-11 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.35E-14 4.91E-13 5.62E-11 1.87E-10 2.25E-10 1.49E-10 2.84E-10; 0.00E+00 2.40E-12 0.00E+00 1.30E-11 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.10E-14 3.55E-12 3.56E-11 2.54E-10 6.63E-10 6.08E-10; 0.00E+00 5.25E-13 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00]; 0.00E+00 0.00E+00 %Tiết diện ban đầu 0.00E+00 0.00E+00 35 Xigma0=1.61; % %Hiệu suất phát Neutron phát =11.7; E=Epb20605; f=fpb20605; for j=1:19 t=0; for i=1:31 k=i+1; Z(i)=((E(k)-E(i))*(f(i,j)+f(k,j))/2); end V=0; for t=1:31 V=V+Z(t); end CS(j)=V*y6*Xigma0; end %Hiện giá trị muy, CS muy' CS’ % Ve thi plot(muy,CS); %Hiện lưới đồ thị grid on; 36 Phục lục C ĐOẠN CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH TIẾT DIỆN VÀ SỐ HẠT NEUTRON SINH RA TRONG PHẢN ỨNG (P, N) TRÊN BIA Ni62 VỚI NĂNG LƯỢNG BẮN PHÁ CỦA PROTON VÀO LÀ 0.5GEV %Lệnh xóa hình clc; %Bề dày bia d=10;%cm %Cường độ chùm proton tới I=0.025; %A e=1.6E-16; %Culong Np=I/e; %Hạt % Cos góc phát Neutron muy=[-1 -0.98481 -0.93969 -0.86603 -0.76604 -0.64279 -0.5 -0.34202 -0.17365 0.0000000017949 0.17365 0.34202 0.5 0.64279 0.76604 0.86603 0.93969 0.98481 1]; % Khối lượng phân tử nguyên tố Pb206 M=62; %g %Khối lượng riêng bia Ni 62 pro= 8.9; %g/cm %Hằng số Avogadro Na=6.023E23; %phân tử/mol %Mật độ Neutron bia Ni 62 n=(pro*Na)/M; %hạt/cm3 % Năng lượng proton vào En=0.5 GeV Eni6205=[0.00E+00 1.00E+06 1.23E+06 1.51E+06 1.86E+06 2.29E+06 2.82E+06 3.47E+06 4.26E+06 5.24E+06 6.45E+06 7.94E+06 9.76E+06 1.20E+07 1.48E+07 1.82E+07 2.24E+07 2.75E+07 3.38E+07 4.16E+07 5.12E+07 6.30E+07 7.75E+07 37 9.53E+07 1.17E+08 1.44E+08 1.77E+08 2.18E+08 2.69E+08 3.30E+08 4.06E+08 5.00E+08]; %Hàm phân bố bia Ni 58 ứng với mức lượng proton vào 0.5 GeV fNi6205=[4.11E-08 3.90E-08 3.97E-08 4.12E-08 4.31E-08 4.36E-08 4.18E-08; 4.03E-08 4.11E-08 4.47E-08 3.82E-08 4.14E-08 4.42E-08 3.98E-08 4.21E-08 4.53E-08 4.03E-08 4.26E-08 4.52E-08 5.52E-08 5.27E-08 6.70E-08 7.12E-08; 5.72E-08 5.91E-08 6.95E-08 5.01E-08 5.90E-08 7.26E-08 5.19E-08 6.45E-08 7.15E-08 5.37E-08 6.31E-08 7.20E-08 5.47E-08 6.55E-08 7.10E-08 4.60E-08 5.81E-08 6.91E-08 7.79E-08; 4.99E-08 5.74E-08 7.18E-08 5.07E-08 6.13E-08 7.01E-08 5.11E-08 6.18E-08 7.24E-08 5.29E-08 6.13E-08 7.20E-08 5.37E-08 6.48E-08 7.21E-08 4.32E-08 5.18E-08 6.37E-08 7.29E-08; 4.69E-08 5.64E-08 6.66E-08 4.83E-08 5.68E-08 6.87E-08 4.89E-08 5.73E-08 6.79E-08 4.93E-08 6.20E-08 7.20E-08 4.95E-08 6.42E-08 7.44E-08 4.06E-08 4.87E-08 6.20E-08 7.96E-08; 4.44E-08 5.24E-08 6.41E-08 4.44E-08 5.42E-08 6.34E-08 4.47E-08 5.48E-08 6.38E-08 4.71E-08 5.99E-08 6.63E-08 4.83E-08 6.12E-08 6.73E-08 4.31E-08 4.46E-08 5.73E-08 7.23E-08; 3.99E-08 4.57E-08 5.72E-08 4.12E-08 4.72E-08 6.11E-08 4.07E-08 4.91E-08 5.78E-08 4.05E-08 5.30E-08 6.07E-08 4.21E-08 5.56E-08 6.46E-08 4.12E-08 3.85E-08 4.99E-08 5.72E-08; 3.20E-08 4.02E-08 5.29E-08 3.49E-08 4.32E-08 5.33E-08 3.54E-08 4.46E-08 5.32E-08 3.66E-08 4.84E-08 5.63E-08 3.75E-08 4.78E-08 5.61E-08 2.85E-08 3.24E-08 2.76E-08 3.32E-08 2.80E-08 3.62E-08 2.83E-08 3.67E-08 2.82E-08 3.78E-08 3.04E-08 4.03E-08 38 4.25E-08 4.48E-08; 4.39E-08 4.48E-08 4.52E-08 4.70E-08 4.73E-08 2.28E-08 2.51E-08 3.45E-08 3.68E-08; 2.12E-08 2.63E-08 3.61E-08 2.15E-08 2.80E-08 3.71E-08 2.20E-08 2.85E-08 3.73E-08 2.22E-08 3.21E-08 3.96E-08 2.39E-08 3.32E-08 4.03E-08 1.47E-08 1.93E-08 2.71E-08 3.30E-08; 1.62E-08 2.01E-08 2.77E-08 1.51E-08 2.21E-08 2.93E-08 1.60E-08 2.24E-08 2.94E-08 1.71E-08 2.46E-08 3.13E-08 1.76E-08 2.54E-08 3.07E-08 6.75E-09 1.35E-08 2.00E-08 2.68E-08; 1.10E-08 1.42E-08 2.13E-08 1.07E-08 1.57E-08 2.20E-08 1.18E-08 1.74E-08 2.21E-08 1.15E-08 1.82E-08 2.30E-08 1.28E-08 1.88E-08 2.35E-08 5.31E-09 9.11E-09 1.43E-08 1.85E-08; 6.17E-09 1.02E-08 1.59E-08 6.97E-09 1.14E-08 1.63E-08 7.77E-09 1.23E-08 1.71E-08 7.96E-09 1.32E-08 1.78E-08 8.47E-09 1.43E-08 1.78E-08 5.36E-09 6.22E-09 1.00E-08 1.37E-08; 4.34E-09 6.84E-09 1.09E-08 4.79E-09 7.50E-09 1.10E-08 4.78E-09 8.51E-09 1.17E-08 5.27E-09 8.96E-09 1.24E-08 5.66E-09 9.81E-09 1.26E-08 1.38E-09 2.52E-09 4.95E-09 6.78E-09; 1.73E-09 2.87E-09 5.41E-09 1.61E-09 3.34E-09 5.66E-09 1.70E-09 3.86E-09 5.92E-09 2.05E-09 4.33E-09 6.10E-09 2.28E-09 4.75E-09 7.11E-09 8.79E-10 1.69E-09 3.71E-09 5.43E-09; 9.44E-10 1.92E-09 3.95E-09 9.44E-10 2.20E-09 4.24E-09 9.73E-10 2.75E-09 4.38E-09 1.08E-09 3.16E-09 4.77E-09 1.23E-09 3.66E-09 5.12E-09 5.20E-10 1.03E-09 2.77E-09 4.29E-09; 4.33E-10 1.33E-09 2.99E-09 4.98E-10 1.55E-09 3.14E-09 5.64E-10 1.92E-09 3.23E-09 6.60E-10 2.36E-09 3.75E-09 8.50E-10 2.61E-09 3.95E-09 39 2.64E-10 7.03E-10 2.30E-09 3.49E-09; 3.05E-10 9.69E-10 2.54E-09 2.60E-10 1.25E-09 2.54E-09 3.34E-10 1.53E-09 2.59E-09 4.09E-10 1.81E-09 2.85E-09 5.28E-10 2.14E-09 3.40E-09 1.29E-10 4.67E-10 1.87E-09 3.31E-09; 1.35E-10 6.43E-10 1.95E-09 2.00E-10 9.36E-10 2.02E-09 2.31E-10 1.12E-09 2.13E-09 2.76E-10 1.54E-09 2.37E-09 3.76E-10 1.68E-09 2.88E-09 1.74E-10 3.32E-10 1.67E-09 2.86E-09; 1.18E-10 4.80E-10 1.73E-09 1.11E-10 6.56E-10 1.91E-09 1.48E-10 9.32E-10 2.00E-09 1.97E-10 1.28E-09 2.00E-09 2.53E-10 1.50E-09 2.55E-09 1.70E-10 2.35E-10 1.47E-09 2.10E-09; 6.42E-11 3.53E-10 1.47E-09 9.05E-11 4.97E-10 1.54E-09 8.67E-11 7.21E-10 1.68E-09 1.27E-10 9.64E-10 1.82E-09 1.58E-10 1.25E-09 2.07E-09 4.61E-11 1.56E-10 1.22E-09 1.43E-09; 3.19E-11 2.29E-10 1.29E-09 7.51E-11 3.64E-10 1.41E-09 7.25E-11 5.42E-10 1.49E-09 9.01E-11 7.70E-10 1.65E-09 1.03E-10 1.04E-09 1.74E-09 1.87E-11 9.40E-11 1.08E-09 1.42E-09; 2.83E-11 1.56E-10 1.12E-09 4.19E-11 2.20E-10 1.25E-09 4.42E-11 3.66E-10 1.32E-09 5.09E-11 5.80E-10 1.48E-09 6.46E-11 8.64E-10 1.50E-09 0.00E+00 4.95E-11 8.70E-10 1.28E-09; 3.06E-11 8.53E-11 9.81E-10 2.53E-11 1.41E-10 1.05E-09 2.93E-11 2.27E-10 1.18E-09 2.74E-11 4.02E-10 1.39E-09 3.47E-11 5.95E-10 1.30E-09 1.24E-11 2.47E-11 6.76E-10 2.04E-09; 9.34E-12 3.57E-11 8.43E-10 3.95E-12 7.30E-11 8.45E-10 1.51E-11 1.30E-10 1.00E-09 1.60E-11 2.43E-10 1.26E-09 1.76E-11 4.34E-10 1.41E-09 1.01E-11 6.34E-12 4.92E-10 5.03E-09; 2.53E-12 1.24E-11 7.10E-10 2.57E-12 2.83E-11 7.28E-10 3.52E-12 6.57E-11 8.14E-10 5.47E-12 1.36E-10 1.10E-09 4.88E-12 2.64E-10 1.32E-09 40 0.00E+00 1.65E-12 3.08E-10 8.42E-09; 0.00E+00 3.04E-12 5.69E-10 5.22E-13 7.26E-12 6.78E-10 0.00E+00 1.89E-11 6.29E-10 1.11E-12 6.20E-11 8.44E-10 1.87E-12 1.44E-10 1.06E-09 0.00E+00 3.35E-13 1.58E-10 6.79E-09; 0.00E+00 4.64E-13 3.73E-10 0.00E+00 1.47E-12 6.48E-10 0.00E+00 5.37E-12 5.70E-10 0.00E+00 1.73E-11 6.00E-10 0.00E+00 5.67E-11 8.06E-10 0.00E+00 0.00E+00 5.11E-11 3.17E-09; 0.00E+00 0.00E+00 1.72E-10 0.00E+00 0.00E+00 5.00E-10 0.00E+00 8.26E-13 6.41E-10 0.00E+00 2.64E-12 4.74E-10 0.00E+00 1.44E-11 6.01E-10 0.00E+00 0.00E+00 5.10E-12 9.50E-10; 0.00E+00 0.00E+00 4.08E-11 0.00E+00 0.00E+00 1.91E-10 0.00E+00 0.00E+00 6.96E-10 0.00E+00 9.75E-14 8.11E-10 0.00E+00 1.02E-12 5.13E-10 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 2.09E-09; 0.00E+00 0.00E+00 1.63E-12 0.00E+00 0.00E+00 1.29E-11 0.00E+00 0.00E+00 1.35E-10 0.00E+00 0.00E+00 1.02E-09 0.00E+00 0.00E+00 2.72E-09 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00]; 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 %Tiết diện ban đầu Xigma=0.817 %Hiệu suất phát Neutron phát =6.48; E=Eni6205; f=fni6205; for j=1:19 t=0; for i=1:31 41 k=i+1; Z(i)=((E(k)-E(i))*(f(i,j)+f(k,j))/2); end V=0; for t=1:31 V=V+Z(t); end CS(j)=V*y6*Xigma0; end %Hiện giá trị muy, CS muy' CS’ % Ve thi plot(muy,CS); %Hiện lưới đồ thị grid on; 42 Phụ lục D TIẾT DIỆN CỦA NEUTRON SINH RA TRONG PHẢN ỨNG (P, N) TRÊN BIA CÁC BIA KHÁC NHAU VÀ MỨC NĂNG LƯỢNG KHÁC NHAU Tiết diện sinh neutron (Barn/steradian) Ep = 0.8GeV Ni 62 3.5 2.5 1.5 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 4.5 Tiết diện sinh neutron (Barn/steradian) Ep = 1.0GeV Ni 62 3.5 2.5 1.5 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 12 Ep = 1.5GeV Ni 62 Tiết diện sinh neutron (Barn/steradian) 10 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 43 26 Tiết diện sinh neutron (Barn/steradian) Ep = 0.8GeV Pb 206 24 22 20 18 16 14 12 10 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 20 Tiết diện sinh neutron (Barn/steradian) 18 Ep = 1.0GeV Pb 206 16 14 12 10 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 [...]... qua các đồ thị ta nhận thấy rằng tiết diện sinh neutron trong phản ứng (p,n) theo phân bố góc của bia Pb 206 hoàn toàn giống như tiết diện sinh neutron trong phản ứng (p,n) theo phân bố góc của bia Ni 62 nghĩa là tiết diện sinh netron sinh ra bia Pb206 đều tăng khi năng lượng bắn phá tăng, năng lượng bắn phá 0.6GeV – 1.5GeV Điều này chứng tỏa tiết diện sinh neutron không chỉ phụ thuộc vào góc phân bố. .. VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU + Đối tượng nghiên cứu: phản ứng hạt nhân (p,n) trên bia chì và bia niken + Phạm vi nghiên cứu: khảo sát tiết diện sinh neutron theo phân bố góc trong phản ứng (p,n) với các mức năng lượng khác nhau (0.5GeV -1.5GeV) trên bia niken và bia chì + Nội dung nghiên cứu Chương 1 Phản ứng hạt nhân (p,n) Chương 2 Tính tiết diện sinh neutron theo phân bố góc trong phản. .. thay đổi này có thể do cấu trúc của Đối với tiết diện sinh neutron trong phản ứng (p,n) theo phân bố góc của bia Pb 206 ở các mức năng lượng khác nhau đồ thì có cùng một dạng nhưng đối tiết diện sinh neutron trong phản ứng (p,n) theo phân bố góc của bia Ni 62 ở mức năng lượng 1.5GeV thì tiết diện giảm tương đối nhanh so với các mức năng lượng khác Tiết diện sinh neutron (Barn/steradian) 25 Pb 206 Ep... rằng tiết diện sinh netron sinh ra bia Ni62 đều tăng khi năng lượng bắn phá tăng, năng lượng bắn phá 0.6GeV – 1.5GeV Điều này chứng tỏa tiết diện sinh neutron không chỉ phụ thuộc vào góc phân bố mà còn phụ thuộc vào năng lượng của chùm hạt chiếu tới Đối với bia Ni62 tiết diện sinh neutron ở mức năng lượng 0.6GeV là thấp nhất và cao nhất ở mức năng 1.5GeV, sự thay đổi tiết diện sinh neutron ở các mức năng. .. thuộc vào năng lượng của chùm hạt chiếu tới 22 Đối với bia Pb206 tiết diện sinh neutron ở mức năng lượng 0.5GeV là thấp nhất và cao nhất ở mức năng 1.5GeV, sự thay đổi tiết diện sinh neutron ở các mức năng lượng là không quá lớn Tiết diện sinh neutron của bia Pb206 theo phân bố góc ở các mức năng lượng giảm không đồng đều, giảm nhanh khi 0.8 ≤ µ 1 tương ứng với trị cực tiểu khi µ =-1tương ứng với bia. .. kế và điều khiển lò phản ứng hạt nhân bằng ADS Do đó, việc tính toán số neutron sinh ra theo phân bố góc trong phản ứng (p, n) trên các bia ứng với các mức năng lượng bắn phá khác nhau là có ý nghĩa quan trọng và cần thiết, nhằm cung cấp nhiều thông số quan trọng để bố trí thanh nhiên liệu trong điều khiển lò phản ứng hạt nhân 3 MỤC TIÊU - Xác định tiết diện sinh neutron theo phân bố góc trong phản ứng. .. để tính tiết diện và số hạt neutron sinh ra trong phản ứng (p, n) theo phân bố góc trên các bia khác nhau ứng với năng lượng bắn phá của chùm proton tới từ 0.5 GeV đến 1.5 GeV Định dạng file dữ liệu phản ứng gây bởi proton như bảng 2.2 bên dưới: MT=2 Tiết diện tán xạ đàn hồi MT=5 Tiết diện tán xạ không đàn hồi MT=2 Phân bố góc của tiết diện tán xạ đàn hồi MF=3 Phân bố góc – năng lượng của hạt phát ra... phụ thuộc tiết diện vi phân theo phân bố góc 17 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 TIẾT DIỆN SINH NEUTRON THEO PHÂN BỐ GÓC CỦA BIA Ni62 Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab và dữ liệu thực nghiệm từ thư viện JENDL, xác định được tiết diện của neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) theo phân bố góc trên bia Ni với năng lượng của proton bắn phá từ 0.5 đến 1.5 GeV và vẽ các đồ thị mô tả tiết diện này theo công... 1.5GeV Từ các đồ thị, có nhận xét như sau: Khi năng lượng bắn phá của proton vào các bia vào khoảng 0.5GeV-1.5GeV thì tiết diện sinh neutron của bia Pb206 lớn hơn tiết diện sinh neutron của bia Ni 62 Sự khác nhau này là do các loại bia là khác nhau, do cấu trúc vật chất khác nhau tạo thành bia, do năng lượng liên kết của các lớp tạo thành bia, năng lượng liên kết này sẽ bị phá vỡ khi năng lượng bắn phá của... diện neutron sinh ra trong phản ứng (p, n) theo phân bố góc trên các bia như Pb 206, Ni 62 với năng lượng bắn phá của proton từ 0.5 GeV đến 1.5 GeV Từ những kết quả thu được, tôi có các nhận xét sau: + Tiết diện sinh neutron trong phản ứng (p, n) không chỉ phụ thuộc vào năng lượng của chùm proton bắn phá mà còn phụ thuộc vào loại bia + Đối với bia Ni 62, khi thì tiết diện sinh neutron tăng dần khi năng