Оценка нейтронных сечений для основных делящихся ядер в области энергии тепловых нейтронов

ОЦЕНКА НЕЙТРОННЫХ СЕЧЕНИИ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ДЕЛЯЩИХСЯ ЯДЕР В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ

(10^–5 - 5 эВ)

1.1. НЕЙТРОННЫЕ СЕЧЕНИЯ ДЛЯ ²³⁹Pu

Оценка ядерных данных для ²³⁹Pu и ряда других нуклидов при энергии 0,0253 эВ была проведена Леммелем [52] путем совместной обработки всех имеющихся данных (не только для ²³⁹Pu, во и для других ядер), связанных относительными измерениями. Поскольку все данные были им тщательно про­анализированы мы приняли их в качестве оцененных: s_t = (1018,5 ± 4,1) 10^-28 м²; s_a = (1011,2 ± 4,1) 10^-28 м²; s_f = (744,0 ± 2,5) 10^-28 м²; s_{n g} = (267,2 ± 3,3) 10^-28 м²; a = 0,359 ± 0,005; n_t = 2,862 ± 0,008. Отметим, что основным источником погрешно­сти сечения деления s_f является неопределенность в периоде полураспада ²³⁹Pu. Существует также расхождение отношений s_f (²³⁹Pu) /  s_f (²³⁵U), полученныхиз прямых измерений и измерений в максвелловском спектре; это расхождение пре­вышает одно стандартное отклонение.

В области энергий 10 ^–5 - 5 эВ прямые измерения сечения поглощения s_a проведены только Гвином и др. [53, 54] и охватывают область энергий выше 0,02 эВ, причем данные обеих работ хорошо согласуются между собой. Сечение s_a можно получить вычитанием из полного сечения s_t сечения рассеяния s_n, однако прямых измерений s_n в области энергий нейтронов нет. Значение s_n для наших целей может быть получено из анализа полного сечения в области энергий разрешенных резонансов с учетом состояния образца (металлический, жидкий, окисный). В настоящем справочнике для получения s_a из данных по s_t  были использованы эффективные значения сечений s_n из [55].

Для ²³⁹Pu имеется довольно много измерений s_t  в области энергий тепло­вых нейтронов [56 - 66]. Подробное рассмотрение этих экспериментов и оценка s_a были проведены в работе [23]. Данные Хэвенса и др. [56] в области энер­гий 0,0045 - 0,0295 эВ не учитывались в оценке, так как считалось, что они за­менены новыми, полученными также Хэвенсом [66]. В области энергий выше 0,14 эВ не использовались результаты [59] вследствие плохого разрешения. При оценке не рассматривались данные [58] из-за скудности информации об усло­виях проведения эксперимента и большого разброса экспериментальных значе­ний. По той же причине не учитывались и данные [62]. В оценке не были использованы результаты работы [63] ввиду того, что форма энергетической зависимости измеренных в этой работе величин не подтверждается другими измерениями и, кроме того, отсутствует детальная информация об условиях проведения эксперимента. Довольно старые измерения Леонарда [57] были за­менены новыми данными [61] того же автора.

При получении s_a из данных по s_t  может возникнуть погрешность из-за пренебрежения резонансным рассеянием и его интерференцией с потенциальным. Однако эта погрешность мала по сравнению с другими источниками неопреде­ленности в s_a.

Отобранные после тщательного анализа экспериментальные данные поs_a были перенормированы единым образом и обработаны по программе полиноми­ального описания экспериментальных данных с учетомих «веса» [16].

Данные [65] хорошо описываются гладкой функцией, среднее квадратическое отклонение от этой кривой составляет ± 2,6%. Вес указанных данных при­нят равным 1 везде, кроме области энергий 0,25 - 0,3 эВ, где он составляет 0,5, чтобы учесть возможную систематическую погрешность, вызванную формой функции разрешения. При измерении [64] фон в 2 раза превышал эффект, по­этому вес этих данных был взят равным 0,5. В области энергий 0,4 - 0,8эВ измерения проводились с образцом другой толщины и вес был принят равным 1.

В области энергий 0,0025 - 0,19 эВ вес также составлял 1. Данным [53, 61, 66] приписан вес, равный 1, а данным [56] в области энергий 0,4 - 0,5 эВ - вес, равный 0,5. В эксперименте [60] не была сделана поправка на присутствие в образце ²⁴⁰Pu и ²⁴¹Pu и, кроме того, существовала 3%-ная неопределенность в толщине образца. В области энергий 0,003 - 0,024 эВ наблюдается сильный разброс точек, которые выпадают из гладкой зависимости. Поэтому данные [60] при энергии ниже 0,03 эВ не были использованы, а выше 0,03 эВ им был при­писан вес 0,8. Данные [59] в области энергий ниже 0,14 эВ имеют значитель­ный разброс и вес их взят равным 0,8.

В области энергий 0,001 - 0,05 эВ оцененная кривая для s_a следует резуль­татам [53, 61, 66], которые согласуются между собой в среднем в пределах 1%. Для данных [59] характерен большой разброс, результаты [60] имеют меньший разброс и лучше согласуются с оцененной кривой. Погрешность сече­ния s_a в этой области составляет около 1,5 %.

В области энергий 0,05 - 0,1 эВ оцененная кривая определяется согласую­щимися между собой данными [53, 61], а также [66], которые систематически (на 1 - 2%) ниже оцененной кривой. Погрешность оцененных данных здесь со­ставляет 1,5 - 2%. Аналогичная картина наблюдается и в области энергий 0,1 - 0,24 эВ, однако результаты [60] здесь систематически (на 6%) выше оце­ненной кривой.

В области энергии 0,2 - 0,4 эВ оцененная кривая определяется в основном данными Гвина и др. [53], погрешность ее составляет около 2%.