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中子诱发锕系核裂变初始碎片质量分布的研究[量子分子动力学之家]
中子诱发锕系核裂变初始碎片质量分布的研究
 更新时间:2012/6/26 10:37:57  点击数:3193
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余呈刚 硕士论文

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尽管核裂变机制的研究自其发现至今已经发展了70多年,但是到目前为止,理论上还没有一套可以很好描述核裂变机制的基本理论。由于锕系核在核能应用中占据着非常重要的地位,中子诱发锕系核裂变机制的研究是最多,同时也是最为详细的。核裂变生成的初始碎片质量分布是核裂变研究的重点内容之一,它与核裂变机制、产物产额、中子多重数、裂变碎片平均总动能等关键核数据密切相关。因此,本文致力于研究中子诱发锕系核裂变初始碎片的质量分布,为核裂变机制及其裂变后现象的研究奠定基础。

对中低能中子诱发锕系核裂变的调研表明,初始碎片质量分布具有双峰分布特征,质量分布的峰谷位置及其高度与入射中子能量具有一定的依赖关系。基于实验数据的特点以及现有理论模型的优点,本文提出了一个新的唯象裂变势理论,以计算中低能中子诱发锕系核裂变初始碎片质量分布。该裂变势理论中包含的各物理参量都可以写成与质量分布的峰谷位置及其高度的函数依赖关系。因此,质量分布的峰谷位置及其高度是整个唯象裂变势理论研究的重点内容。(1)对于低能中子诱发锕系核裂变(En≦7 MeV),初始碎片质量分布的双峰位置是利用基于Skyrme能量密度泛函和Thomas-Fermi近似条件下的核-核驱动势计算得到,计算结果表明重峰位置A2基本保持在140附近,这与实验数据及P. Möller等人的研究结论一致。同时我们给出了核裂变碎片质量分布的峰谷高度与入射中子能量线性关系的表示形式。(2)在中子入射能量较高的情况(7 MeV≦En≦60 MeV,有最新的测量数据),锕系核裂变机制更为复杂,表现为需要考虑裂变前发射中子的可能性,而且随着中子入射能量不同而有所不同。对入射中子能量小于60 MeV的中子诱发238U裂变初始碎片质量分布的实验数据调研表明,分布的轻峰位置基本保持恒定A1=99,而重峰位置则随入射中子能量的增大而减小,并与裂变道理论密切相关。同时,我们给出了碎片质量分布的峰谷高度与入射中子能量的指数依赖关系。根据以上两点研究结果,我们利用唯象裂变势理论计算了能量不同的中子诱发锕系核裂变初始碎片质量分布。计算结果表明,唯象裂变势理论不仅可以较好地重现已有的实验数据,而且还能对没有实验数据的能点给出合理的预言。为进一步开展对裂变后现象的研究积累了一定的理论基础。

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