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1、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；AI-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 AI-27进行活化，对活化后的样品进行丫计数，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 Nal闪烁体探测器对其进行 丫计数，
2、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丫放射性，可以得到样品活化处的中子通量。NaI闪烁体探测器SG1121 （ 75*75 ）多道分析系统 示波器 电光分析天平中子屏蔽腔（铅）胶带镊子MCNP 5多道分析软件MCA16K实验样品：Al-27V-51标准样品源Co-60 Cs-137实验步骤：实验器材及软件:游标卡尺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
3、成后开始计时（tO=O,t1 ,t2），利用Nal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Nal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。查表可知：28Al :T12 二 2.24 minIn 2入=T,2 =5.5173 X10' s452V :Ti 2 = 3.473 minIn 2入=T 2 =3.0864 X10" s 1实验数据处理：表一样品的尺寸和质量样品1长
4、(mm)宽(mm)高(mm)质量（g）Al163.2431.6611.2445.540Al254.0631.2410.6439.644V49.5042.464.8817.440表二样品的丫计数及其相应本底计数 第一次测量：样品t 0 (s)t1 (s)t2 (s)净面积（个）本底（个）净计数N2 （个）V0191.59519.5955299122054079Al1：0M5.74315.749821181.5:9640Al2016.28216.28731684.37232第二次测量:样品t 0(s)t1 (s)t2 (s)净面积（个）本底（个）净计数N2 （个）V016.14(516.14584
5、26626.757799Al10M7.26217.26776769.37698Al2012.77312.771019611110085对于Al,其截面二1 =0.241 b对表一数据通过计数后可得到：AI1 的 Ni =1.0154 1024 （个）Al2 的 Ni =8.8383 1023（个） 由于使用的V样品为V2O5,所以样品中V的实际N1 =1.1537 1023 （个） 对AI-28和V-51，分别用MCNP 5进行模拟Nal探测器对其丫的探测效率:AI-28:28AI* y 严AlEY = 1.77885MeV由MCNP 5的模拟结果可知 探测效率n =4.1636 %(AI1)
6、n =4.3449 %(AI2)V-52:52V* J 52VEY = 1.4306 MeV由MCNP 5的模拟结果可知 探测效率n =5.8909 %(V)由公式 吐一 Nr e-z _e耳如 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N2可得：AI11=6723.126 cm'sAl2 2 =7107.624 cmf对于第二次测量得到的N2可得：AI1 =6618.714 cm'sAl2 2 =7948.440 cm's-1对两次测量所得到的的中子通量取平均值得到-=7104.303 cm's将得到的二和V的数据代入公式 吐=_N匚 e1如-e(
7、t2 40) 1丸可得到V-51的截面二：第一次测量 j =4.6704 b第二次测量 二2 =4.9387 bcr + cr所以V-51的平均截面二二2 =4.8045 b25 -CTV-51的标准截面为5 b，所以误差 3.91 %5误差分析：1所使用的Al样品部分被氧化，使实际的Ni小于理论Ni，造成结果误差，使、二 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，1e当做是1来处理，实际情况略小于1。4测量样品长宽高时包含胶带的厚度， 使实验在进行MCNP 5模拟时，有一定 的偏差。5样品质量测量过程中使用的电光分析天平受使用条件限制，不能精确到0.1mg ,对计算结果有一定的偏差。