[发明专利]一种中子核反应截面测量中减小中子能量误差的方法

说明书

本发明公布了一种中子核反应截面测量中减小中子能量误差的方法。针对中子核反应截面测量的结果(例如反应产物的计数和能谱)是由多种能量的中子叠加贡献的问题，本发明利用实际测量得到的中子能谱，通过迭代的方法，将由多种能量的中子共同贡献的中子核反应的测量结果退卷积到某一特定的中子能量上，从而有效地减小中子能量误差。

技术领域

本发明涉及核反应截面测量技术，具体涉及一种中子核反应截面测量中减小中子能量误差的方法。

背景技术

在对中子诱发的核反应截面进行测量的时候，需要利用中子源产生中子，核反应截面测量领域最常用的中子源是加速器中子源和散裂中子源。

对于加速器中子源而言，加速器中子源通过加速带电粒子至一定的能量与靶核反应产生中子，常见的中子生成反应有D(d,n)³He、T(d,n)⁴He等。在没有其它诸如D(d,np)D、T(d,np)T之类的干扰反应开道的情况下，当入射粒子能量固定的时候，该中子源在某一角度上中子能量也是固定的。但是，由于带电粒子会在靶中连续地减速，所以其能量会不断地改变，产生的中子能量也随之不再固定，而是因此产生一定的展宽，从而产生较大的中子能量误差。

对于散裂中子源而言，虽然可以利用飞行时间技术对中子的能量进行精确的测量，但是，如果根据飞行时间的误差对中子能量进行分bin的话，由于飞行时间的误差通常很小，所以这些中子能量bin的宽度通常较窄，该bin中统计到的核反应产物计数也通常较小。所以，在实际的数据处理中，常常会人为地加大中子能量的bin宽，从而保证核反应产物计数的统计性更好，但是这样中子能量的横向误差也相应的增大。

所以，在开展中子核反应截面测量实验的时候，测得的结果(例如反应产物的计数、能谱等)是多种能量的中子共同贡献的，因此在给出最终截面的时候需要对中子能量引入一个横向误差，来定量描述该不确定性。

发明内容

针对中子核反应截面测量的结果(例如反应产物的计数和能谱)是由多种能量的中子共同贡献的问题，本发明提出了一种在中子核反应截面测量中减小中子能量的横向误差的方法。

本发明先对实际的中子能谱进行测量，再根据该中子能谱，通过迭代的方法，将由多种能量的中子共同贡献的中子核反应截面的测量结果退卷积到某一特定的中子能量上，从而有效地减小中子核反应截面测量中的中子能量误差。

具体的，本发明提供的减小中子核反应截面测量中的中子能量误差的方法，包括如下步骤：

1)对中子源所生成中子的能谱进行测量，得到若干个不同的待测能点对应的实际中子能谱；

2)首先不考虑中子能量的误差，即假设待测能点对应的中子能量为严格意义上的单能，根据核反应测量结果(包括核反应产物的计数和能谱)，进行数据处理得到待测能点的核反应截面，作为迭代的初始条件；

3)根据上一步得到的若干个待测能点的核反应截面，通过插值及外推的方法得到其它不同能点的核反应截面；将核反应截面与步骤1)测得的实际中子能谱进行卷积叠加(不同能点的探测效率需要被考虑，可通过模拟的方法得到)，得到在实际的核反应测量结果中每个能量的中子各贡献了多少事件，从而将各待测能点的中子所产生的事件比例定出来，进而求得中子核反应在各待测能点的相对精确的核反应截面值；

4)重复步骤3)进行迭代，直到得出的核反应截面值基本不再变化，即本轮迭代得到的核反应截面值与上一轮迭代相比改变量达到预定要求(例如改变量小于0.1％)为止。

上述步骤1)中的中子能谱的测量精度应足够高，能谱内的中子能量误差应小于中子核反应截面测量实验中初始的中子能量误差。

上述步骤2)中所述待测能点对应的中子能量通常指入射到待测样品中的中子的平均能量或中子能谱内峰值位置对应的能量，该能量即“单能”所对应的中子能量，可写作并将该步骤所得到的核反应截面记为