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中子裂变链统计涨落问题的数值计算方法

引言 裂变系统在弱中子源驱动下,初始裂变链的形成与发展有很大的随机性。其统计涨落研究是核反应堆等领域物理设计、实验和可靠性评估的关键课题。L.Pai,G.Bell等开创了中子输运随机理论研究[1~4],奠定了理论基础。但由于描述方程过于复杂,通常没有办法得到方程的解(包括数值解)。实际应用转向寻求概率分布(母函数W= ∑Z nWn )的一 n次和二次矩。但大涨落时,只计算到低次矩仍然是不够的。 彭桓武先生等我国著名学者都曾研究过这类问题。主要成果集中在陈式刚院士的早期论文“中子增殖过程中的统计涨落问题”。该论文巧妙地利用等效(关于λ)模型,建立概率分布函数Wn(t0, t)的简化描述方程;应用经典数学...  (本文共9页) 阅读全文>>

《计算物理》1999年06期
计算物理

中子裂变链统计涨落问题的数值计算方法

0 引言裂变系统在弱中子源驱动下,初始裂变链的形成与发展有很大的随机性。其统计涨落研究是核反应堆等领域物理设计、实验和可靠性评估的关键课题。PálL,BellG等开创了中子输运随机理论研究[1~4],奠定了理论基础。但由于描述方程过份复杂,通常没有办法得到方程的解(包括数值解)。实际应用转向寻求概率分布(母函数W=nZnWn)的一次和二次矩。但大涨落时,只计算到低次矩仍然是不够的。彭桓武教授等我国著名学者都曾研究过这类问题。主要成果集中在陈式刚教授的早期论文“中子增殖过程中的统计涨落问题”。其巧妙地利用等效(关于λ)模型,建立概率分布函数Wn(t0,t)的简化描述方程;应用经典数学物理方法得到了概率母函数W=nZnWn的定解方程和条件;在一些物理假定下,得到相应典型问题的概率分布函数的解析解或近似解析解;分析了此类典型问题的统计涨落及其与中子源强度的关系。实际工程和理论问题往往比所述典型问题复杂,比如带有统计概率分布的动态裂...  (本文共7页) 阅读全文>>

《计算物理》2005年02期
计算物理

宽脉冲中子注入下中子裂变链统计涨落的数值计算

0 引言本文是研究论文“中子裂变链统计涨落的数值计算方法”[1]的续篇.文[1]开辟了数值模拟中子裂变链统计涨落问题,数值求解概率分布函数Wn(t0,t)的新途径.解决了瞬时中子源Sδ(t0-t)注入下,即初始值问题的数值模拟计算方法.它可近似应用于一类窄脉冲中子源注入,比如强等离子体焦点中子源DPF注入问题.但相当一类工程、科研应用宽脉冲中子源.其一般具有时间分布、注入时间零点t0概率分布函数P(t0)和数概率分布函数S(n)等.此类条件下工程物理问题有紧迫需求.本文提出了宽脉冲中子源注入下,概率分布Wn方程的分解-合成数值模拟计算方法.注入中子源可以具有任意时间分布、注入时间零点t0概率分布P(t0)和数概率分布S(n)等.本文同时讨论了应用物理模型的等效条件.将基本等效条件从单介质区模型扩展到多介质区模型.为解概率分布Wn方程必备参数提供了计算平均公式.此类问题研究的解析方法“中子增殖过程中的统计涨落问题”对Sδ(t0-t...  (本文共5页) 阅读全文>>

《物理教师》2008年12期
物理教师

中子的若干知识

中子是重要的基本粒子,原子物理学和化学等的教学均涉及到它.进一步了解和认识中子有助于我们的理、化教学,也有利于提高教学质量.下面从几个方面对中子做点介绍,供教学中参考.1中子的基本属性中子不是一个几何点,它具有内部结构.它是费米子,属重子类,由两个下夸克和一个上夸克组成.中子具有电荷分布,只是下、上夸克的正、负电荷抵消了,所以不带电.中子静止质量是电子质量的1838.6倍,它具有磁矩,有弱磁性.中子的各种能量指的是其动能.中子单独存在时不稳定,自由中子的平均寿命约15min左右.通过弱相互作用,中子衰变时释放一个电子、一个反中微子成为质子,这样的衰变过程在一些原子核内也存在.原子核内中子与质子可通过吸收和释放π介子互相转换.对于一定质子数的原子核,中子数可在一定范围内取几种不同的数值,如此就形成了一种元素的同位素.中子只在与原子核近距离接触时受相互作用或弱相互作用影响,自由中子与原子核接触前不受任何外力影响(不计地球引力).自由...  (本文共3页) 阅读全文>>

《河北理科教学研究》2003年02期
河北理科教学研究

前途各异的中子家族

1中子的发现与诺贝尔奖 从有关中子的预言到中子的发现,先后经历了13个年头.在这些年中,有几位著名的科学家由于某种失误,与中子的发现和诺贝尔奖失之交臂. 1920年,卢瑟福曾设想原子核中还有一种中性粒子,质量大体与质子相等,据此曾安排了实验,但未获结果.事隔10年.玻特等人在a射线轰击被的实验中,发现过一种穿透力极强的射线,他们误认为是丫射线.1931年法国科学家约里奥·居里夫妇,在实验中也发现了一个质量与质子相近的奇怪中性粒子,他们以为那是一种性质待查的光子.第二年,卢瑟福的学生和助手查德威克重做了约里奥·居里夫妇的实验,并用威尔逊云室拍照,结果发现了卢瑟福曾预言过的中子. 中子的发现,既从实验方面导致了中子核反应、核裂变等现象的研究、导致了核能利用的新时代,同时又从理论上导致了核结构与核力的研究,并且解释了为什么许多化学元素会有不同原子质量的许多同位素存在.由此逐渐建立与发展了中子物理学这一分支.1935年,查德威克获得了诺...  (本文共2页) 阅读全文>>

《西南师范大学学报(自然科学版)》2017年01期
西南师范大学学报(自然科学版)

~(16)C反应截面和去中子截面的研究

1.西南大学物理科学与技术学院,重庆400715;2.重庆大学动力学院,重庆400044;3.中国科学院近代物理研究所,兰州730000;4.哈尔滨工程大学核科学与技术学院,哈尔滨150001自从发现原子核晕结构[1]以来,对不稳定的奇异核结构和性质的研究成为核物理最活跃的研究领域之一.到现在为止,有关碳同位素链的研究已经有了大量成果[2-7],其中15 C和19 C是得到确认的具有中子晕的核.也有研究表明[8],价核子分离能小是形成晕结构的必要条件而非充分条件,通过研究反应截面、去中子截面和碎片的纵向动量分布,可以得到有关价核子布局的更精确的信息,从而可以更进一步确定是否具有晕结构.图1碳同位素链1个和2个中子分离能16C的中子分离能相对于其他丰中子核来说要大一些;单中子分离能为Sn=4.250 MeV,双中子分离能为S2n=5.468 MeV[9],图1为碳同位素链中去一个中子和去两个中子的分离能[10].研究16C晕结构的...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理实验》2017年10期
物理实验

利用标记中子检测墙体内爆炸物

近年来,国际恐怖主义组织的影响在不断扩大,在全球化背景下,遏制国际恐怖主义的传播和发展已经成为各国都要面对的重要问题[1-4].爆炸源的隐藏方式多种多样,能够提前探测到爆炸源并及时做出处置,可以把爆炸案件消灭在未遂状态.目前国际上发展以中子为探针来检测爆炸物的方法,其中主要分为热中子分析法和快中子分析法2种.热中子分析法对富含N的样品有一定优势,但也因周围环境的N元素存在而受干扰.相对于热中子,快中子具有穿透能力强的特点,通过近十几年来快中子检测技术的发展,基于D+T反应的伴随粒子成像技术较其他快中子分析方法有许多优点,最大的优势是抗干扰和空间分区检测,因而备受研究者关注.标记中子技术近年来发展很快,该技术通过检测α粒子与γ射线的符合谱,大大降低了测量本底,并且可以对爆炸物的位置进行定位,是一项非常有前景的爆炸物检测技术[5-7].本文采用标记中子法(Tagged neutron method,TNM),对爆炸物所含元素C,N,...  (本文共4页) 阅读全文>>