Сечение деления 238U протонами промежуточных энергий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ
|
Дорошенко, Александр Юрьевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Обнинск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2006
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.16
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи УДК 539.173.12
ДОРОШЕНКО АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ
СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ "*и ПРОТОНАМИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭНЕРГИЙ
Специальность 01.04.16 - Физика атомного вдра и элементарных частиц.
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Обнинск-2006
Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации Физико-энергетическом институте имени А.И. Лейпунского.
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук Говердовский Андрей Александрович
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук,
профессор Матусевич Евгений Сергеевич
доктор физико-математических наук,
профессор Пятков Юрий Васильевич
Ведущая организация:
Объединенный институт ядерных исследований.
Защита состоится «19» мая 2006 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.176.01 в Обнинском государственном техническом университете атомной энергетики по адресу: 249040, Калужская область, г. Обнинск, Студгородок, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Обнинского государственного технического университета атомной энергетики.
Автореферат диссертации разослан « » тп-^иЛ 200 ¿года
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор физико-математических наук, профессор
ВЛ. Шаблов
JL&P6A
~Г£ТО
Общая характеристика работы Актуальность проводимых исследований для фундаментальной и прикладной ядерной физики определяется потребностями в создании моделей ядерных реакций и диктуется возросшим в наши дни интересом к электроядерным системам (ADS). Для обоснования и конструирования мишенных устройств и подкритических энерговыделяющих бланкетов таких систем требуется надежная база ядерных данных.
Существующая в настоящее время база данных по сечениям реакции деления ядер протонами с энергией от 200 до 1000 МэВ дает большой разброс. Наибольшее количество экспериментов, проводимых при таких энергиях протонов, приходится на ядро ^^U. Сечение деления 23широко используется для относительных измерений, являясь эталоном в данной области исследований. При исследовании сложных ядерных реакций на сечение деления нормируются измеряемые сечения других процессов. Однако расхождения в величине сечения деления 23 достигают иногда 100%, а в области энергии протонов от 660 до 1000 МэВ данные по сечению деления И8и вообще отсутствуют. Как результат, невозможно судить об энергетической зависимости сечения деления не только 238U, но и других ядер периодической системы.
Для создания моделей ядерных реакций необходимо знать абсолютное сечение реакции деления B8U из независимых экспериментов с хорошей точностью, так как в рамках существующих моделей при подборе соответствующих параметров можно описать любые из имеющихся экспериментальных данных.
На рис. 1 показаны результаты измерения сечения деления 23*U протонами промежуточных энергий [5]. Имеющиеся экспериментальные данные не позволяют сделать однозначного вывода об энергетической зависимости сечения деления протонами промежуточных энергий (200-1000 МэВ). Для разрешения существующих расхождений необходимо не только проведение
новых экспериментов, но и усовершенство^а^^П^^гтадгьньк приборов и
БИБЛИОТЕКА*4*/
методов исследования, позволяющих получать достоверную информацию в рассматриваемой области энергий.
□ Folgor
О Stevenson
А Еташлга
ф Steincr
О Hicks
<| СатоО»
> Wenga:
^ Vauhncnc
6 Anderasan
ф Pnfilov
A Hudu
У Brandt
В Копу
^ Matusevich
О Kca'flfam
ф Shigaev
ф Вепш
-OKNL model
----RAL model
-Lunev cak 2002
£ 800 О
U eoo
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Энергия протонов, МэВ
Рис. 1. Экспериментальные сечения деления U-238 протонами промежуточных энергий
Пель работы.
Измерение абсолютного сечения деления протонами с энергией от 200 МэВ до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ. Основные задачи.
Изготовление и исследование тонких мишеней для прецизионных измерений ядерных характеристик. Измерение числа ядер a8U в мишени. Измерение энергии протонов методом пролета. Одновременное измерение числа протонов, прошедших сквозь мишень и числа парных осколков деления. Определение эффективности регистрации осколков деления плоскопараллельными лавинными счетчиками (ППЛС). Определение эффективности регистрации протонов сцинтилляционными счетчиками. Научная новизна.
1. Измерена энергетическая зависимость функции возбуждения деления ®*U для энергий протонов от 200 МэВ до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ.
2. Применен метод измерения сечения деления 23протонами промежуточных энергий при регистрации пары осколков в совпадении и одновременной регистрацией протона, вызвавшего деление.
3. Измерено сечение деления и*и при помощи монитора протонного пучка калиброванного на основе реакции упругого рассеяния протонов.
4. При определении эффективности регистрации осколков деления на основе экспериментальных данных, методом Монте-Карло было исследовано влияние следующих факторов:
• неравномерность толщины мишени;
• форма профиля пучка протонов;
• геометрическая эффективность регистрации протонов монитором пучка;
• передача параллельного импульса протоном делящемуся ядру, средняя энергия возбуждения делящегося ядра, массовые и зарядовые распределения осколков деления, распределение кинетической энергий осколков деления;
• потери энергии осколками деления в материалах мишени и детектора.
5. С помощью метода Монте-Карло проведен критический анализ имеющихся экспериментальных данных сечений деления ^и протонами промежуточных энергий путем исследования эффективности регистрации осколков деления твердотельными детекторами.
Практическая значимость.
Полученные сечения деления непосредственно используются для исследования моделей взаимодействия нуклонов с ядрами. Программа, созданная дня определения эффективности регистрации осколков деления применяется для обработки экспериментальных данных. Результаты и основные положения, выносимые на защиту.
• Энергетическая зависимость сечения деления 23*и протонами в области энергий от 200 МэВ до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ.
• Методика измерения сечения деления путем прямого пересчета протонов с энергией 200-1000 МэВ, вызывающих деления, с одновременной регистрацией пары осколков деления.
• Методика определения эффективности регистрации осколков деления детектором, состоящим из двух ГТПЛС, а также величина эффективности при энергии падающего пучка протонов 200-1000 МэВ. Личный вклад автора.
Для получения сечения деления с точностью порядка 5 %, автором был усовершенствован и реализован метод измерения сечения деления протонами промежуточных энергий. В отличие от предложенного ранее способа, в данной работе используется прямой пересчет числа протонов, прошедших через мишень и числа делительных событий, определяемых регистрацией пары осколков деления.
Для определения эффективности регистрации осколков деления с учетом передачи параллельного импульса протоном ядру мишени, потери энергии осколками деления в материалах мишени и ППЛС и выставлением порогов регистрации при моделировании амплитудных спектров осколков деления в ППЛС, автором была создана программа с использованием метода Монте-Карло и имеющейся экспериментальной информацией.
Автором непосредственно были получены и обработаны результаты измерений, проводимых при изготовлении, исследовании и облучении мишеней.
Результаты измерений, представляемые в данной диссертации были получены при личном участии автора в экспериментах в ГНЦ РФ ФЭИ, г. Обнинск и на синхроциклотроне ПИЯФ РАН, г. Гатчина. Публикации.
По теме диссертации опубликовано две статьи в журналах, три доклада на конференциях и два препринта. Структура я объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка используемой литературы. Объем диссертации составляет 111 страниц печатного текста, 56 рисунков, 12 таблиц. Список используемой лигерапуры включает 74 наименования.
Содержание работы.
Во введении диссертации обоснована актуальность и практическая значимость выполненной работы. Проведен обзор экспериментов по измерению сечения реакции деления протонами промежуточных энергий. Кратко охарактеризованы методы измерений сечения деления, использованные в различных экспериментах, а также приведены результаты этих измерений.
Первая глава диссертации посвящена методам изготовления и исследования мишеней, примененных в данной работе. Мишени были изготовлены и протестированы в Физико-энергетическом институте, в отделении ядерной и нейтронной физики, г. Обнинск.
В разделе 1.1 изложена методика анодного окисления алюминия для получения свободных пленок из А1г03, выступающих в качестве несущих частей мишеней (подложек). Толщина пленки составила ~ 10"4 г/см2. Для нанесения Ш^« на подложку использовался метод распыления в вакууме. Средняя толщина №4 составила (209±3)* 1(Г6 г/см2.
В разделе 1.2 изложен метод измерения альфа активности мишеней с помощью ионизационной камеры с сеткой Фриша. Описана методика определения числа ядер в мишени по измеренному энергетическому спектру альфа частиц (рис. 2) и известным периодам полураспада альфа активных ядер.
В разделе 1.3 приведены результаты измерения коэффициента эффективности регистрации альфа-частиц в ионизационной камере с сеткой Фриша. А в разделе 1.4 рассмотрены результаты расчета этого коэффициента в сравнении с экспериментом. Программа расчета коэффициента эффективности основана на методе Монте-Карло и учитывает эффекты прохождения альфа-частиц сквозь слой тетрафторида урана. В разделе также приведены результаты верификации программы на задание входных параметров.
В разделах 1.3 - 1.6 исследованы возможные источники систематических ошибок при измерении числа ядер в мишени, а именно мертвое время измерительной системы и естественный фон внутри камеры, а также
неравномерность мишени. В разделе 1.6 приведены результаты исследований мишени (см. табл. 1 и 2) [1,6].
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 Энергия а-частиц, кан. Рис. 2. Энергетический спектр альфа-частиц
Таблица 1.
Результаты исследования мишени из Шч
Величина Значение
Число ядер "'и (4,60±0,06)*101S
Толщина Шь г/см2 (209±3)*10"6
Число ядер ^и, 1/ см2 (4,03±0,06)*Ю"
Диаметр мишени, мм 38,1±0,2
Толщина А1203, г/см2 ~ 10"4
Скорость счета, соб/с -0,40
Радиальная неравном. <7%
Фон (3*9МэВ), соб/с -0,005
Просчеты (т=60мкс), % <0,002
Таблица 2. Содержание а-радиоактивных
Ядро Содержание, %
99,6
И6и < 0,004
235и <0,3
2Ми <0,002
Во второй главе диссертации описан экспериментальный метод определения полного сечения реакции деления М8и протонами промежуточных энергий и приведены результаты измерений. Измерения проводились на синхноциклотроне Петербургского института ядерной физики РАН, г. Гатчина.
Сечение деления определялось из функционала
а
(p,f)
N к
fission р
/V N к
Iy Nuclei 1У proton
,где:
Мяжш - число ядер в мишени на см2;
Nproum * число протонов, прошедших сквозь мишень;
Nßam, - число делений;
keß - коэффициент эффективности регистрации осколков деления;
кр - коэффициент эффективности регистрации протонов.
В разделе 2.1 описан детектор осколков деления. Детектор представляет собой сборку из пары ППЛС, расположенных по обе стороны от мишени (рис.3) [7]. Такая сборка находится в камере при давлении рабочего газа (гептана, С7Н16) 6 торр.
Рис. 3. Детектор осколков деления
Для определения эффективности регистрации осколков деления используемым детектором создана программа на основе метода Монте-Карло. Алгоритм работы программы показан на рис. 4 [7]. В данном разделе диссертации приведены результаты работы программы. При расчете эффективности регистрации осколков деления учитывалось распределение осколков деления по массам, заряду и кинетической энергии, а также передача импульса ядру мишени налетающим протоном. Потери кинетической энергии осколками при прохождении материалов мишени и ППЛС рассчитывались с помощью программы БШМ и формализма Бете-Линхарда.
Амплитудные распределения сигналов с ППЛС от осколков деления получены в качестве выходных параметров работы программы расчета эффективности регистрации. На рис. 5 приведены расчетные амплитудные спектры сигналов с ППЛС от осколков деления 238и при энергии налетающих протонов 1 ГэВ [7].
/ГмиирмжМииш» ~~7 Детеетер /
/V«» /
| Начмьиъмэдтчмдатппьникеобытм* I
осмолю««Сим Каацритмлиапраамни»»в Месс* Зари
*
Параметры / стопиои дал»*» /
Параметры аавпал а Я С О Гтцщтшы п 1цшп«ат пипгт»
Кинги1 »см я аирпи
Рис. 4. Алгоритм работы программы для определения эффективности регистрации осколков деления
Амплитуды сигналов с ППЛС определялись по следующей формуле:
/ =
ион 0
[ехр{а(/ - х)}—(ж )сЬс 3 сЬс
, где
м
¿Е <к
^паи
а
- потеря энергии на ионизацию на единице длины трека осколка;
- средняя энергия образования электрон-ионной пары;
- коэффициент ударной ионизации;
I - расстояние между обкладками ППЛС.
Порог регистрации осколков деления при моделировании амплитудных спектров с ППЛС выбирался на уровне 5 МэВ и 20 а.е.м.
На рис. 6 показаны коэффициенты эффективности регистрации осколков деления, рассчитанные в зависимости от энергии налетающих протонов без учета передачи импульса протоном ядру мишени (С.Ц.М.) и с учетом максимального импульса, переданного ядру мишени (ЛС О) [7].
Рис. S. Распределение осколков деления И8и протонами с энергией 1 ГэВ по
амплитудам сигналов с ППЛС
Раздел 2.2 посвящен методу измерения числа протонов, прошедших через мишень. В качестве детектора протонов использовался телескоп из сцинтилляционных счетчиков, расположенный непосредственно перед мишенью. Сцинтиллятором служил полипропилен толщиной 4 мм. В данном разделе диссертации приведена измеренная эффективность регистрации протонов в зависимости от их энергии при интенсивности падающего пучка порядка 10s протонов/с (см. кр на рис. 6).
В разделе 2.4 описан метод получения пучков протонов с энергией от 200 до 1000 МэВ. Энергия выведенного протонного пучка синхроциклотрона составляла 1000±5 МэВ. Метод получения энергии протонов от 900 до 200 МэВ с шагом 100 МэВ основан на прямом сбросе энергии протонов в дискретном медном поглотителе. Энергия протонов измерена методом времени пролета на базе 667.5 см при фиксированной толщине медного поглотителя (см. табл. 3). Система коллимирования и фокусировки пучка протонов позволила получить пучок диаметром 40 мм. В данном разделе диссертации также описан метод пространственного сканирования пучка протонов пальчиковыми сцинтилляционньши счетчиками (размеры счетчиков 80 X 4 X 5 мм) в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Результаты сканирования показали,
что интенсивность пучка протонов имеет колоколообразную форму с максимумом в центре пучка, а ширина на полувысоте не превышает 20 мм. Полученные результаты сканирования использовались при расчете эффективности регистрации осколков деления.
В разделах 2.5 - 2.6 описаны процедуры измерения и обработки накопленных данных. Метод измерения полного сечения деления, описанный в диссертации основан на регистрации пары осколков деления детектором, изображенным на рис.3 с одновременным подсчетом количества протонов, прошедших сквозь мишень. Для проведения измерений, электронная схема сбора данных, представленная на рис. 7, была реализована в системе КАМАК.
Полученные с помощью амплитудно-цифрового преобразователя (АЦП) амплитудные спектры осколков деления, представлены на рис. 8 в виде двумерного распределения. По осям графика, представленного на рисунке, отложены амплитуды сигналов, приходящих одновременно с двух ГТПЛС Амплитуды сигналов с ГТПЛС, регистрирующего осколки, летящие по направлению пучка ттротонов, обозначены на графике «вперед», а амплитуды сигналов со второго ПГОТС, соответственно, «назад» Делительные события соответствуют точкам, лежащим выше порога, показанного на графике сплошной линией.
Энергия протонов, МэВ Рис. 6. Коэффициенты эффективности регистрации
РЕГИСТР
«Их РАЗВ
"1
ЗАЛ.-временная задержка ФОРМ.-формирователь сигнала БУ-быстрый >силкгель РАЗВ.-развегвитель «И»-блок логического «и» СЧ -счетчики МОН -монитор протонного пучка
входной
ВОРОТА i I I --
^ |сЧ2|< ФОРМ
Рис. 7. Электронная схема сбора данных
В диссертации приводится сравнение экспериментальных амппшудных спектров осколков деления a8U для каждой энергии налегающих протонов с расчетными спектрами, полученными в результате работы программы, описанной в разделе2.1. Результаты сравнения представлены на рис.9 [7]. Кружками обозначены экспериментальные данные, а квадратами - результаты расчетов. Для всех энергий протонов расчетные распределения амплитуд сигналов с ППЛС от осколков деления хорошо совпали с экспериментальными распределениями.
160
) 50 100 150 200 250
Амплитуда «вперед», кан.
О 50 100 150 200 250 Амплитуда «вперед», кан.
Рис. 8. Двумерный амплитудный спектр с ППЛС
0 50 100 150 200 250 Амплитуда «назад», кан. Рис. 9. Амплитудные спектры осколков деления
В разделе 2.7 представлены результаты измерения сечения реакции деления м8и протонами промежуточных энергий с учетом систематических поправок, связанных с эффективностями регистрации осколков деления и протонов, прошедших через мишень. В табл. 3 приведены сечения деления и*и протонами промежуточных энергий, полученные в данной работе.
Таблица 3.
Ер, МэВ 1000±5 899±7 802±8 702±8 612±7 505±6 404±5 302±4 207±3
Of, мбарн 1593 ±77 1640 ±79 1717 ±77 1772 ±76 1727 ±74 1744 ±71 1601 ±66 1459 ±59 1356 ±58
В третьей главе диссертации проведен анализ имеющейся экспериментальной информации по сечению реакции деления 238U протонами промежуточных энергий. Критический анализ результатов, полученных в разных экспериментах, основанный на исследовании литературы, описывающей методы регистрации ионизирующего излучения, привел к внесению поправок, связанных с эффективностями регистрации осколков деления.
В главе приведены коэффициенты эффективности регистрации осколков деления твердотельными детекторами, рассчитанные с учетом влияния передачи параллельного импульса протоном ядру мишени и влияния угла погружения осколка в детектор, а также порогов регистрации, указанных в разных экспериментах. Для определения коэффициентов эффективности в экспериментах с известной геометрией была применена специально созданная программа, в основе которой лежит метод Монте-Карло.
На рис. 10 приведены сечения деления протонами с энергией от 200 до 1000 МэВ, полученные в данной работе (Present Data) и скорректированные сечения из других экспериментов [5].
Из-за недостаточности информации о методах, использованных в экспериментах, не удалось учесть всех систематических поправок, связанных, в том числе, с измерением фоновых делительных событий и получить единую энергетическую зависимость для всех экспериментов. В то же время,
измерения, проведенные в рамках данной работы, дают основания судить о достоверности полученной энергетической зависимости сечения деления протонами промежуточных энергий.
3000 » 2700 2400
Р
g 2100 1 1800
« 1500 а
I
8 1200
ь о
900
600
-i }
1 I
: I
о
1 l 1 i
u
1
• PresentData
□ Folger
О Stevenson
V Steiner О Hicks <] Carvalho > Wenget ^ Vaishnene ^ Petfikw A Hudis
V Brandl H Remy
^ Matusevich
О Kon'shm
9 Shigaev
С Beraas
-RAL model
.....ORNL model
Д Ivanova
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Энергия протонов, МэВ
Рис. 10. Экспериментальные значения сечения деления и-238 протонами промежуточных энергий с учетом систематических поправок
Выводы.
1. При исследовании мишеней, использованных для измерения сечения деления, получены энергетические спектры а-частиц с высоким разрешением (порядка 60 кэВ), позволяющим определить число ядер М8и, а также количество имеющихся а-активных примесей. Содержание примесей не превысило 0.3% по числу ядер. Оцениваемая радиальная неравномерность мишени не превысила 7%. Эти данные свидетельствует о высоком классе изготовления и тестирования мишеней, позволяющем использование таких мишеней для прецизионных измерений абсолютных и относительных ядерных данных, в частности, полное сечение деления.
2. В результате измерений, проведенных на синхроциклотроне в ПИЯФ РАН, получены сечения деления 238и протонами с энергией от 200 до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ. Использование электронных методов прямого пересчета осколков деления и падающих на мишень протонов при использовании схемы
совпадений позволило получить сечения деления 23 протонами промежуточных энергий с точностью порядка 5 %.
3. Измерение абсолютного сечения деления под действием протонов промежуточных энергий показало, что абсолютная функция возбуждения деления протонами промежуточных энергий имеет устойчивый монотонный рост (от 1.4 до 1.8 барна) при увеличении энергии от 200 МэВ до 500-700 МэВ, выходя на небольшое плато. При дальнейшем увеличении энергии (от 600 МэВ до 1000 МэВ) наблюдается плавное уменьшение сечения деления, до 1.6 барна при энергии протонов 1000 МэВ.
4. Эффективность регистрации протонов монитором протонного пучка определена экспериментально и составила от 98% (при энергии протонов 200 МэВ) до 92 % (при энергии 1000 МэВ).
5. Эффективность регистрации осколков деления, исходя из выбранной геометрии детектора, с учетом передачи импульса протоном ядру мишени составила от 74% (при энергии протонов 200 МэВ) до 67% (при энергии 1000 МэВ). Исследования эффективности регистрации осколков деления детектором с помощью метода Монте-Карло показали, что при изменении средней энергии возбуждения в интервале от 50 МэВ до 200 МэВ, эффективность регистрации изменяется в пределах 0.3 %.
Поправка на эффективность регистрации, связанная с потерями кинетической энергии осколками деления в материалах мишени и ППЛС, не превысила 1 % для всего исследуемого диапазона энергий протонов.
При телесном угле регистрации детектора порядка 10 стерадиан, систематическая поправка, связанная с учетом передачи максимального параллельного импульса налетающим протоном делящемуся ядру составила от -8 % до -16 % при энергии протонов от 200 до 1000 МэВ, соответственно.
6. Оцененный порог регистрации осколков деления плоскопараллельными лавинными счетчиками составил 5 МэВ для кинетической энергии осколков деления с массой выше 20 а.е.м.
7. С помощью разработанной программы расчета эффективности регистрации проведен анализ литературы по существующим экспериментам и создана
оценка эффективности регистрации осколков деления твердотельными детекторами. В результате сечение деления и*и оценено на уровне порядка 1.6 барн для энергии протонов 1 ГэВ и 1.8 барн для энергии протонов 600 МэВ. Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях.
1. Вайшнене Л.А., Вовченко В.Г., Дорошенко А.Ю. и др. Экспериментальное исследование энергетической зависимости полных сечений деления ядер ияи, И5и, ^'Bi, ^Pb протонами в интервале энергии 200-1000 МэВ. // Известия РАН. Серия физическая. - 2003. - Т. 67. -N 11. - С. 1628-1631.
2. Doroshenko A., Goverdovski A., Ketelerov V. et al. Alpha-radioactive sample fabrication and testing for fundamental and applied purposes. // Report of the Final Meeting of the Coordinated Research Program on Developments and Applications of Alpha Particle Spectrometry. - Borcvetz: IAEA, 2003. - C. 84 - 89.
3. Doroshenko A., Goverdovski A., Ketelerov V. et al. High Resolution Measurements of Neutron Induced Fission Cross-Sections of 236,23*U, B2Th and 237Np from 1 eV up to 1 MeV. // Proc. of XII Int. Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei. - Dubna: .JINR, 2004. - C. 456 - 472.
4. Furman W., Cennini P.,... Doroshenko A., et al. High Resolution Study of 237Np Fission Cross-Section from 5 eV to 1 MeV. // Proc. of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology. - Melville, New York: AIP, 2005. -Vol. 769.-C. 1039-1042.
5. Дорошенко А.Ю., Кетлеров B.B. Экспериментальные сечения реакции деления
»«у
протонами промежуточных энергий. // Известия вузов. Ядерная энергетика. - 2005. -ЯаЗ.-С. 35-46.
6. Дорошенко А.Ю., Кетлеров В.В., Митрофанов В.Ф. и др. Исследование мишеней для ящерных экспериментов методом альфа-спектроскопии в импульсной ионизационной камере: Препринт ФЭИ-3067. - г. Обнинск: ПЩ РФ ФЭИ.-2005,-18 с.
7. Дорошенко А.Ю., Кетлеров В.В. Эффективность регистрации осколков деления И8и протонами промежуточных энергий сборкой из двух плоскопараллельных лавинных счетчиков: Препринт ФЭИ-3068. - г. Обнинск: ГНЦ РФ ФЭИ. - 2005. -19 с.
Компьютерная верстка А Ю.Дорошенко
ЛР № 020713 от 27.04.1998
Подписано к печати 4 0. 04.0 б, Формат бумаги 60x84/16
Печать ризограф. Бумага МВ Заказ Кг 19 Тираж 100 экз. Печ. л. 1,25 Цена договорная
Отдел множительной техники ИАТЭ 249035, г. Обнинск, Сгудгородок, 1
/РОВЯ fiöV
lP-8 150
Введение.
Глава 1. Изготовление и тестирование мишеней.
Ф §1.1. Изготовление мишеней.
§ 1.2. Измерение активности мишеней с помощью ионизационной камеры с сеткой Фриша.
§ 1.3. Измерение коэффициента эффективности регистрации альфа-частиц.
§ 1.4. Моделирование геометрии измерений.
§ 1.5. Тестирование высокоактивных мишеней.
§ 1.6. Результаты измерений характеристик мишени. 44.
Глава 2. Экспериментальный метод измерения сечения деления.
§ 2.1. Плоскопараллельные лавинные счетчики. щ
§ 2.2. Монитор протонного пучка.
§ 2.3. Мониторирование пучка протонов с помощью реакции упругого рассеяния протонов.
§ 2.4. Получение пучков протонов с энергиями
200- 1 ООО МэВ.
§ 2.5. Процедура измерений сечения деления.
§ 2.6. Обработка данных.
§ 2.7. Результаты измерений сечения деления.
Глава 3. Результаты исследования экспериментальных сечений деления 238и.
§ 3.1. Поправки и погрешности экспериментальных данных.
§ 3.2. Теоретическое описание энергетической зависимости сечения деления.
- Выводы.
В XXI веке ожидается существенное увеличение потребности в энергии, особенно в развивающихся странах, где рост населения наиболее высок [1].
Развитие ядерной энергетики как альтернативного традиционным энергоресурсам источника энергии [2], сдерживается проблемами ядерной, радиационной и экологической безопасности. Особо важное место занимают вопросы предотвращения ядерных аварий (в первую очередь, связанных с потерей контроля над критичностью реактора), а также безопасного обращения с облученным ядерным топливом и радиоактивными отходами [3].
К числу способов решения сложившейся проблемы относятся концепции и технологии ядерной переработки (ядерной трансмутации) долгоживущих радиоактивных материалов и перевода их в относительно короткоживущие или стабильные нуклиды.
Одной из перспективных трансмутационных концепций является электроядерная технология. Ее физической основой является использование подкритического энерговыделяющего бланкета с интенсивным внешним источником нейтронов.
Этот подход имеет два существенных преимущества. Во-первых, такая установка, в силу подкритичности энерговыделяющего бланкета, гарантирована от разгонных аварий. Во-вторых, существует возможность реализации любых концепций энерговыделяющих бланкетов, обеспечивающих нейтронные спектры таких параметров, которые позволят создать оптимальные условия протекания реакций трансмутации.
В то же время совершенно очевидны физико-технические и инженерные трудности практической реализации электроядерной технологии. Одними из главных трудностей являются проблемы обоснования и конструирования мишенных устройств, а также подкритических энерговыделяющих бланкетов. Недостаток достоверных ядерных данных в области взаимодействия нуклонов промежуточных энергий с ядрами, в особенности, сечений деления, лежит в основе указанных проблем. Для их решения исследуются имеющиеся ядерные данные, проводятся эксперименты, предпринимаются попытки создания ядерных моделей для описания процесса взаимодействия нуклонов промежуточных энергий с ядрами мишенных устройств (РЬ, В1), конструкционных материалов (Бе, Ъх) и подкритических энерговыделяющих бланкетов (230'232ТЬ, ^2,233,234,235,236^ 231.23^ 237^ 238ри и др ) [4]>
Существующая в настоящее время база данных по сечениям деления ядер дает большой разброс и отсутствует для большинства ядер. Ядро и является эталонным для данной области исследований, сечение деления которого используется для относительных измерений [12-14], а при исследовании сложных ядерных реакций, на сечение деления нормируются измеряемые
238 сечения других процессов [19]. Сечение деления и протонами промежуточных энергий необходимо, также для создания моделей ядерных реакций. Следовательно, абсолютное сечение деления ядер и должно быть известно из независимых экспериментов с хорошей точностью. Однако расхождения в величине сечения деления 238и достигают иногда 100%, а в области энергии протонов от 660 до 1000 МэВ, данные по сечению деления и вообще отсутствуют, и как результат, ничего нельзя сказать об абсолютной делительной функции возбуждения не только 238и, но и других ядер периодической системы.
С начала изучения деления и протонами промежуточных энергий, не смотря на многочисленные попытки аналитически описать этот процесс, по сей день, продолжаются исследования и проводятся эксперименты по определению сечения деления в промежуточной области энергий. Первые экспериментальные работы по измерению сечений деления 238и протонами промежуточных энергий были проведены еще в 1950-м году [5].
Измерение сечения деления исследуемого ядра протонами включает в себя измерение числа протонов прошедших сквозь мишень, числа исследуемых ядер в мишени, находящихся на пути пучка протонов и числа делений исследуемых ядер, вызванных протонами.
В табл. 1 приведены основные характеристики экспериментальных работ по измерению сечения деления 238и протонами промежуточных энергий, а на рис. 1 показаны результаты измерения сечения деления. 2400
§<2200 ю s 2000 Гч 0 я 1800
1 1600
CD
§ 1400 п s 1200 к 1000 о U
800
600
1 —1 1 > 1 1 -!- п ■ ■ ■ LJ
А < s < fi ( ? С С и V -г Ч 7 1 ri 4 г! : ■ - - - „ 1
• -i • ■ г
Folger [6] о Stevenson [11]
А Ivanova [9]
V Steiner [8]
О Hicks [7]
Carvalho [12]
Wenger [24]
Vaishnene [23] е Andersson [21]
Perfilov [20] и Kotov [19] д Hudis [18]
Brandt [17] в Remy [16]
Hudis [15]
Matusevich [14] о Kon'shin [13] э Shigaev [25]
Bernas [27]
-ORNL model[46;
-RALmodel [46]
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Энергия протонов, МэВ
Рис. 1. Экспериментальные значения сечения деления 238и протонами промежуточных энергий
Как видно из рис. 1 и табл. 1, с особой тщательностью были проведены измерения в области от 200 до 660 МэВ и при энергии протонов 1000 МэВ. При этом сечение деления, измеренное разными группами авторов, имеет расхождения выходящие за границы приведенных ошибок.
Методы измерения сечений деления, используемые в различных экспериментах можно разделить на три группы:
• измерение числа ядер в мишени;
• измерение числа протонов прошедших сквозь мишень;
• измерение числа делительных событий.
Таблица 1.
Основные характеристики экспериментальных работ по измерению сечения деления 238и протонами с энергией от 200 до 1000 МэВ
Ер, МэВ Сечение деления, Метод измерения И-ник. мбарн N ^протонов ^осколков
1640 а-спектр. "А1(р,Зрп)24Ка радиохимия [7]
1340±50 а-спектр. ионизац. кам. ионизац. кам.
1 200 1470 27А1(р,Зрп)24Ыа 12С(р,п+р)пС
1,47 барн) 1570±94 а-спектр. а-спектр. радиохимия стекло [И] [25]
2 250 1580 (1,58 барн) а-спектр. 27А1(р,Зрп)24Ка радиохимия [П]
1680 а-спектр. 2/А1(р,Зрп)"4Ма радиохимия [7]
3 300 1375±25 а-спектр. ионизац. кам. ионизац. кам. 18]
1460
1,46 барн) а-спектр. 27А1(р,Зрп)24Ка радиохимия [П]
4 340 1700 (1,7 барн) 1590 (1,59 барн) а-спектр. а-спектр. 27А1(р,Зрп)24Иа 27А1(р,Зрп)24Ка радиохимия радиохимия [7] [Н]
5 340350 2000 (2,0 барн) а-спектр. 27А1(р,Зрп)24Ка радиохимия [6]
6 350 1400±300 а-спектр. фотоэмульсии фотоэмульсии [9]
7 390 1340±80 относит станд. "А1(р,Зрп)24На стекло [13]
8 460 1200±300 а-спектр. фотоэмульсии фотоэмульсии [9]
9 480 1270±80 относит станд. г/А1(р,Зрп)24Ыа стекло [13]
10 590 1200±100 1060±140 относит, станд. а-спектр. ионизац. кам. 27А1(р,Зрп)24Ма стекло слюда [12] [17]
1405±160 хим. анализ взвешивание+ г/А1(р,Зрп)24На слюда [15]
11 600 1204±133 оптич. метод 27А1(р,Зрп)24Ыа стекло [16]
1700±250 1120±170 2270±370 хим. анализ взвешивание масс-сп.анализ 27А1(р,Зрп)24Ма 27А1(р,Зрп)24Ка 27А1(р,х) Ка слюда ППД хим., у, масс-сп. [18] [21] [24]
12 660 1110±300 1040±75 а-спектр. относит, станд. фотоэмульсии 2 А1(р,Зрп)24Иа фотоэмульсии стекло [9] [13]
620±70 1385±95 1530±230 относит, станд. хим. анализ хим. анализ "А1(р,Зрп)г4Ыа 27А1(р,Зрп)24Ка 27А1(р,Зрп)24На стекло слюда слюда [14] [15] [18]
13 1000 1140±65 1474±72 а-спектр. а-спектр. сцинтилляторы цилиндр Фарадея ППД стекло [19] [20]
1480±60 1530±130 а-спектр. обрати, кинем. сцинтилляторы и 27А1(р,Зрп)%а обрати, кинем. ППД обрати, кинем. [23] [27;
Методы, относящиеся к группе измерения числа ядер в мишени, за редким исключением, основаны на регистрации а-частиц 238и [6-9, 11, 17, 19, 20, 23]. В других случаях использовался метод взвешивания [16, 21], химический анализ [15, 18], масс-спектрометрический метод [18]. В работе, описанной в ссылке [16], наряду с взвешиванием, использовался, также оптический метод. А в ряде случаев [12-14] для определения числа ядер в мишени, привязывались к предполагаемому значению сечения деления при энергии протонов 280 МэВ, проводя, таким образом, относительные измерения сечений деления.
Поскольку использование в экспериментах тонких мишеней и определение числа ядер по а-активности 238и, не может привести к значительным расхождениям при измерении абсолютного сечения деления разными группами авторов. Тем не менее, предполагается качественное изготовление мишеней, выбор соответствующих подложек, измерение а-активностей мишеней с учетом геометрической эффективности, учет неравномерности толщины мишеней и возможного фона [28], что должно являться неотъемлемой особенностью любого эксперимента.
Число протонов прошедших сквозь мишень измерялось с помощью активационных методов, в основном, использовались значения реакции 27А1(р,Зрп)24Ыа [6, 7, 11, 13-18, 21, 23], а также, 27А1(р,х)22Ыа [24]. Значительно реже использовались ионизационные камеры [8, 12], сцинтилляционные детекторы [19, 23] и цилиндр Фарадея [20]. Авторы работы [23] применяют смешанные методы регистрации протонов.
Методам регистрации делительных событий отводится особое место при исследовании процесса деления протонами промежуточных энергий. В силу того, что ядра, имеющие высокую энергию возбуждения, могут иметь выходные каналы реакции, конкурирующие с каналами деления, разные методы регистрации осколков деления могут вносить неучтенную систематическую ошибку при измерении полного сечения деления. В виду такого обстоятельства, для измерения числа делительных событий, применялись самые разнообразные методы регистрации осколков деления. В работах [6, 7, И], описывается применение радиохимических методов. Полупроводниковые барьерные детекторы (ППД), также использовались в ряде работ [19, 21, 23], несмотря на их слабую устойчивость к флюенсу протонов. Ионизационные камеры и фотоэмульсии использовались однажды [8] и [9], соответственно. В работе [24] представлены результаты использования комплекса методов, а именно, химического анализа, плазменной масс-спектрометрии и у-спектроскопии. Отдельно стоит сказать о твердотельных трековых детекторах, используемых для определения числа делительных событий [12-18, 20]. В частности, в качестве рабочего вещества детектора использовалась как слюда [15, 17, 18], так и стекло [12-14, 16, 20].
Несмотря на обилие применяемых методов, измерение сечения деления обладает свойствами, присущими большинству экспериментов в исследуемой области. При взаимодействии ядер мишени с протонами промежуточных энергий, сечение деления характеризует процесс, при котором ядру мишени передается достаточно большой импульс в направлении падающего протона. В результате такого взаимодействия разлет осколков делящегося ядра имеет асимметрию в лабораторной системе отсчета при изотропном распределении в системе центра масс ядра. Таким образом, измерение сечения деления, обусловленного распадом высоковозбужденных ядер-остатков, образовавшихся в результате внутриядерного каскада нуклонов, имеет ряд особенностей, связанных с эффективностью регистрации осколков деления используемыми детекторами.
Совершенно отдельно стоят измерения с так называемой, обратной кинематикой. Мишенью в данном случае являются ядра водорода, протоны, а
238 г* налетающими - ядра и с энергией 1000 МэВ на нуклон. Результаты были получены в 681 и опубликованы в 2003 году [26, 27]. Полученные таким образом данные служат независимым ориентиром относительно других экспериментов.
Имеющиеся экспериментальные данные не позволяют сделать однозначного вывода об энергетической зависимости сечения деления протонами промежуточных энергий (200-1000 МэВ). Для разрешения существующих расхождений необходимо не только проведение новых экспериментов, но и усовершенствование измерительных приборов и методов исследования, позволяющих получать достоверную информацию в рассматриваемой области энергий.
Поскольку с одной стороны модели взаимодействия предсказывают отсутствие значительных флуктуаций в энергетической зависимости сечения деления, руководствуясь экономическими соображениями с другой стороны, измерения сечения деления U протонами промежуточных энергий проведено с шагом 100 МэВ.
Предметом исследования является сечение деления U в зависимости от энергии протонов от 200 МэВ до 1 ГэВ с шагом 100 МэВ.
Актуальность проводимых исследований для фундаментальной и прикладной ядерной физики определяется потребностями в создании моделей ядерных реакций и диктуется возросшим в наши дни интересом к электроядерным системам (ADS). При этом отсутствие ядерных данных и существенные расхождения в экспериментальных результатах не позволяют однозначно говорить об энергетической зависимости сечения деления ядер нуклонами промежуточных энергий. Возникающие из этого проблемы обоснования и конструирования мишенных устройств, а также подкритических энерговыделяющих бланкетов, требуют пополнения баз ядерных данных. В рамках существующих моделей ядерных реакций при подборе соответствующих параметров возможно описать любые из имеющихся экспериментальных сечений деления. Поскольку ядро 238U является эталонным для данной области исследований, а механизм взаимодействия нейтронов и протонов промежуточных энергий предполагается идентичным, для создания л1)« ядерных моделей необходимо получение сечений деления и протонами с энергией 200 - 1000 МэВ из разных экспериментов с высокой точностью.
Целыо диссертации является измерение абсолютного сечения деления 238и протонами с энергией от 200 МэВ до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ.
В процессе выполнения работы были решены следующие основные задачи. Изготовление и исследование тонких мишеней для прецизионных измерений ядерных характеристик. Измерение числа ядер 238и в мишени, а также количество а-активных примесей. Измерение энергии протонов в зависимости от толщины медного поглотителя, понижающего первоначальную энергию протонов в 1 ГэВ ступенчатым методом. Исследование профиля пучка протонов методом сканирования. Одновременное измерение числа протонов, прошедших сквозь мишень и числа парных осколков деления. Определение эффективности регистрации осколков деления плоскопараллельными лавинными счетчиками. Определение эффективности регистрации протонов, способных вызвать деление и, регистрируемых сцинтилляционными счетчиками.
Методы исследований. В данной диссертации для определения сечений деления использовались электронные методы регистрации ионизирующих излучений, в отличие от большинства предшествующих работ. Количество ядер и на единицу площади мишени измерялось путем регистрации альфа частиц и в ионизационной камере с сеткой Фриша. Для измерения количества протонов использовался монитор из сцинтилляционных счетчиков. Исследование профиля протонного пучка проводилось с помощью двух сцинтилляционных счетчиков во взаимоперпендикулярных направлениях. Осколки деления регистрировались парой плоскопараллельных лавинных газовых счетчиков, работающих по схеме совпадения и одновременной регистрацией протона, вызвавшего деление. Для определения геометрических эффективностей регистрации осколков деления, протонов пучка, а также альфа-частиц, применялся метод Монте-Карло.
Научная новизна.
1. Измерена энергетическая зависимость функции возбуждения деления 238и для энергий протонов от 200 МэВ до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ.
2. Применен метод измерения сечения деления 238и протонами промежуточных энергий при регистрации пары осколков в совпадении и одновременной регистрацией протона, вызвавшего деление.
3. Измерено сечение деления и при помощи монитора протонного пучка калиброванного на основе реакции упругого рассеяния протонов.
4. При определении эффективности регистрации осколков деления методом Монте-Карло было исследовано влияние следующих факторов:
• неравномерность толщины мишени;
• форма профиля пучка протонов;
• геометрическая эффективность регистрации протонов монитором пучка;
• передача параллельного импульса протоном делящемуся ядру, средняя энергия возбуждения делящегося ядра, массовые и зарядовые распределения осколков деления, распределение кинетической энергий осколков деления;
• потери энергии осколками деления в материалах мишени и детектора.
5. С помощью метода Монте-Карло проведен критический анализ имеющихся экспериментальных данных сечений деления 238и протонами промежуточных энергий путем исследования эффективности регистрации твердотельными детекторами осколков деления.
Результаты и основные положения, выносимые на защиту.
• Энергетическая зависимость сечения деления и протонами в области энергий от 200 МэВ до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ.
• Методика измерения сечения деления путем прямого пересчета протонов с энергией 200-1000 МэВ, вызывающих деления, с одновременной регистрацией пары осколков деления.
• Методика определения эффективности регистрации осколков деления детектором, состоящим из двух ППЛС, а также величина эффективности при энергии падающего пучка протонов 200-1000 МэВ.
Публикации. Материалы диссертации отражены в 7 работах соискателя. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 2 препринта и 3 доклада на конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и общих выводов по диссертации; имеет объем 111 страниц печатного текста, содержит 56 рисунков, 12 таблиц и библиографию (74 названия).
100 Выводы.
1. При исследовании мишеней, использованных для измерения сечения деления, были получены энергетические спектры а-частиц с высоким разрешением (порядка 60 кэВ), позволяющим определить число ядер и, а также, количественные значения имеющихся а-активных примесей. Содержание примесей не превысило 0,3 % по количеству ядер. Оцениваемая радиальная неравномерность мишени не превысила 7 %. Эти данные свидетельствует о высоком классе изготовления и тестирования мишеней, позволяющем использование таких мишеней для прецизионных измерений абсолютных и относительных ядерных данных, в частности полного сечения деления.
2. В результате измерений, проведенных на синхроциклотроне в ПИЯФ РАН, были получены сечения деления и протонами с энергией от 200 до 1000 МэВ с шагом 100 МэВ. Использование электронных методов прямого пересчета осколков деления и падающих на мишень протонов при использовании схемы совпадений позволило получить сечения деления 238и протонами промежуточных энергий с точностью от 4,1% до 4,8%. Использование реакции упругого (р,#)-рассеяния при проведении экспериментов с более высокой интенсивностью протонного пучка позволило получить значения сечений с точностью от 5,1 % до 6,2 %. Расхождения между значениями, полученными разными методами находятся в пределах погрешностей. Таким образом, следует заключить, что выбранный метод измерения сечений деления протонами промежуточных энергий показал устойчивый результат относительно регистрации совпадения от пары осколков и налетающего протона, и использования упругого рассеяния протонов. Однако при использовании метода прямого пересчета протонов, когда интенсивность пучка протонов составляла порядка 105 1/с, была достигнута более высокая точность измерения сечения деления 238и протонами промежуточных энергий.
3. Измерение абсолютного сечения деления и под действием протонов промежуточных энергий показало, что абсолютная функция возбуждения деления протонами промежуточных энергий имеет устойчивый монотонный рост (от 1,4 до 1,8 барна) при увеличении энергии от 200 МэВ до 500-700 МэВ, выходя на небольшое плато. При дальнейшем увеличении энергии (от 600 МэВ до 1000 МэВ) наблюдается плавное уменьшение сечения деления, до 1,6 барна при энергии протона 1000 МэВ. Таким образом, на протяжении всего интервала, исследуемой области энергий протонов, сечение деления растет, величина роста составляет 0,4 барна при изменении энергии протонов от 200 МэВ до 1 ГэВ. Замечен, также, локальный максимум сечения деления при энергии протонов порядка 600 МэВ.
4. Эффективность регистрации протонов монитором протонного пучка была определена экспериментально и составила от 98 % (при энергии протонов 200 МэВ) до 92 % (при энергии 1000 МэВ).
5. Эффективность регистрации осколков деления, исходя из выбранной геометрии детектора, с учетом передачи импульса протоном ядру мишени составила от 74 % (при энергии протонов 200 МэВ) до 67 % (при энергии 1000 МэВ). Исследования эффективности регистрации осколков деления детектором с помощью метода Монте-Карло показали, что при изменении средней энергии возбуждения в интервале от 50 МэВ до 200 МэВ, эффективность регистрации изменяется в пределах 0,3 %.
Поправка на эффективность регистрации связанная с потерями энергии осколками деления в материалах мишени и ППЛС не превысила 1 % для всего исследуемого диапазона энергий протонов.
При телесном угле регистрации детектора порядка 10 стерадиан, систематическая поправка, связанная с учетом передачи максимального параллельного импульса налетающим протоном делящемуся ядру составила от -8 % до -16 % при энергии протонов от 200 до 1000 МэВ, соответственно.
6. Порог регистрации осколков деления полученный из анализа двумерных амплитудных спектров осколков деления, регистрируемых ППЛС, и моделирование сигналов с ППЛС позволило оценить порог регистрации детектора на уровне 5 МэВ для осколков деления с массой выше 20 а.е.м. 7. В результате критического анализа имеющейся литературы по экспериментальным сечениям деления и протонами промежуточных энергий, учет поправок, связанных с эффективностью регистрации осколков деления твердотельными детекторами, отмечена величина сечения при энергии 1000 МэВ, равная 1,6 барн. Для энергии протонов в районе 600 МэВ, сечение составило порядка 1,8 барн.
Автор благодарит коллег отдела 11 ГНЦ РФ - ФЭИ за помощь в проведении работ по изготовлению и исследованию мишеней, обсуждение методов и результатов исследований, в частности руководителя диссертации Говердовского A.A., а также Митрофанова В.Ф., Кетлерова В.В., Самылина Б.Ф.
Хотелось бы поблагодарить всех членов коллаборации, в рамках которой были проведены исследования на уникальной установке, синхроциклотроне ПИЯФ при Российской академии наук, в частности Вайшнене J1.A., Вовченко В.Г., ГавриковаЮ., КотоваА.А., Полякова В.В. Федорова О.Я., Честнова Ю.А., Щетковского А.И. и работников ускорительного отдела.
1. 1.CC (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2000; Special Report on Emission Scenarios. A Special Report on Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2000.
2. Международный файл данных МАГАТЭ. Бюллетень МАГАТЭ: -МАГАТЭ, 2001. Т. 43. - №2. - С. 50.
3. Blix Н., Nuclear Power in Perspective // Second Int. Conf. on Accelerator-Driven Transmutation Technologies and Applications. Kalmar: - Uppsala University, 1997. - C. 2.
4. The NEA High Priority Nuclear Data Request List. // Working Party on International Measurement Activities. NEA, 1998.
5. Jungerman J., Fission Excitation Functions for Charged Particles // Phys. Rev. 1950. - T. 79. - C. 632 - 640.
6. Folger R.L., Stevenson P.C., Seaborg G.T., High-Energy Proton Spallation-Fission of Uranium. // Phys. Rev. 1955. - T. 98. - C. 107 - 120.
7. Hicks H.G., Gilbert R.S., Radiochemical Studies of the High-Energy Fission Process. // Phys. Rev. 1955. - T. - 100. - C. 1286 - 1293.
8. Steiner H.M., Jungerman J.A., Proton-Induced Fission Cross Sections for 238U, 235U, 232Th, 209Bi, and 197Au at 100 to 340 Mev. // Phys. Rev. 1956. -T. 101.-C. 807-813.
9. Иванова H.C., Сечение деления урана протонами высоких энергий (от 140 до 660 МэВ). // ЖЭТФ. 1956. - Т. 31. - Вып. 3(9). - С. 413 - 415.
10. Иванова Н.С., Пьянов И.И., Деление ядер урана протонами высоких энергий. // ЖЭТФ. 1956. - Т. 31. - Вып. 3(9). - С. 416 - 423.
11. Further Radiochemical Studies of the High-Energy Fission Products, P.S. Stevenson, H.G. Hicks, W.E. Nervik, D.R. Nethaway. // Phys. Rev. 1958. -Т. lll.-C. 886-891.
12. Experimental Results on the Nuclear Fission Produced by 600 MeV Protons, H.G. de Carvalho, G. Potenza, R. Rinzivillo, et al. // Nuovo Cimento 1963. -T. 25. -№ 4. - C. 880-889.
13. Коньшин B.A., Матусевич E.C., Регушевский В.И., Сечения деления 181Та, Re, Pt, 197Au, Pb, 209Bi, 232Th, 235U и 238U протонами с энергией 150 660 МэВ. // Ядерная физика. - 1965. - Т. 2. - Вып. 4. - С. 682 - 686.
14. Матусевич Е.С., Регушевский В.И., Сечения деления Bi, U U, 237Np, 239Pu протонами с энергией 1 9 ГэВ. // Ядерная физика. - 1968. -Т. 7.-Вып. 6.-С. 1187- 1189.
15. Hudis J., Katcoff S., High-Energy-Proton Fission Cross Sections of U, Bi, Au, and Ag Measured with Mica Track Detectors // Phys. Rev. 1969. -T. 180. - С. 1122- 1130.
16. Cross Sections for Binary and Ternary Fission Induced by High-Energy Proons in Uranium and Lead, G. Remy, J. Ralarosy, R. Stein, et al. // Nuclear Physics A. 1971.-T. 163. - C. 583 - 591.
17. The Study of Nuclear Fission Induced by High-Energy Protons, R. Brandt, F. Carbonara, E. Cieslak, et al. // Revue de physique appliqué. 1972. -T. 7.-С. 243-251.
18. Hudis J., Katcoff S., Interaction of 0.6 300 GeV protons with U, Bi, Au, and Ag; mica track detector study. // Phys. Rev. С. - 1975. - T. 13. - № 5. -С.1961 - 1965.
19. Измерение полного сечения деления ядер 238U протонами с энергией Ер = 1 ГэВ, JI.H. Андроненко, JI.A. Вайшнене, Б.Л. Горшков и др. // Ядерная физика. 1976. - Т. 24. - Вып. 3. - С. 671 - 672.
20. Определение сечений деления 238U, 235U, 232Th, 209Bi, 208"206Pb, 197Au, 18,Ta Yb и Sm протонами с энергией 1 ГэВ, Б.А. Бочагов, B.C. Быченков, В.Д. Дмитриев и др. // Ядерная физика. 1978. - Т. 28. - Вып. 2. - С. 572
21. Medium Energy Proton Induced Fission in Tb, La and Ag, G. Andersson, M. Areskoug, H.-A. Gustafsson, et al. // Z. Physik A. 1979. - T. 293. - C. 241 -251.
22. Fission of U, Th, Bi, Pb and Au induced by 200 and 300 GeV Protons, M. Debeauvais, J. Tripier, S. Jokic et al. // Phys. Rev. С. 1981. - T. 23. -С. 1624- 1628.
23. Fission Cross Sections of Medium-Weight and Heavy Nuclei Induced by 1 GeV Protons, L.A. Vaishnene, L.N. Andronenko, G.G. Kovshevny, et al. // Zeitschrift for Physik A Atoms and Nuclei. - 1981. - T. 302. - C. 143 -148.
24. A High-Fluence 0.6 GeV Proton Irradiaton Experiment with Thin Uranium and Thorium Targets, H.U. Wenger, F. Botta, R. Chawla, et al. // Annals of Nuclear Energy. 1999. - T. 26. - C. 141 - 148.
25. Сечение и величина угловой анизотропии деления ядер при облучении 238U, 209Bi, 208206pb и 197Au протонами с энергией в интервале 70 -200 МэВ, B.C. Быченков, М.Ф. Ломанов, А.И. Обухов, и др. // Ядерная физика. 1973. - Т. 17. - Вып. 5. - С. 947 - 949.
26. Evaporation residues produced in the spallation reaction U + p at 1 A GeV, J. Taieb, K.-H. Schmidt, L. Tassan-Got, et. al. // Nucl. Phys. A. -2003.-T. 724.-C. 413-430.
27. Fission-residues produced in the spallation reaction 238U + p at 1 A GeV, M. Bernas, С. Armbruster, J. Benlliure, et al. // Nucl. Phys. A. 2003. - T. 725. -C. 213 -253.
28. Verwey E.J.M., The Crystal Structure of Fe203 and A1203. // Zeitschrift fur Kristallographie. 1935. - T. 91. - C. 65 - 69.
29. Hass G. On the preparation of hard oxide films with precisely controlled thickness on evaporated aluminium mirrors. // Jornal of the Optical Society of America. 1949. - T. 39. - № 7. - C. 532 - 540.
30. Технология тонких пленок (Справочник). Перевод с англ. Под ред. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко. М.: Сов. радио, 1977. - С. 47.
31. Сегре Э., Экспериментальная ядерная физика. М.: Иностранная литература, 1955.-Т. 1.
32. Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия. / Под ред. К. Зигбана. М.: Атомиздат. 1969.
33. Прайс В., Регистрация ядерного излучения. М.: Иностранная литература. 1960.
34. Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С., Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат. 1977.
35. Метод энергетической калибровки импульсной ионизационной камеры,
36. A.А. Говердовский, В.В. Кетлеров, В.Ф. Митрофанов и др. // Техника ядерного эксперимента. 1998. - № 2. - С. 31 - 35.
37. Yi С. Y. and Jun J. S., Calculation of the average solid angle subtended by a circular disc detector to a circular disc source. // Radiation Protection Dissymmetry. 1997.-T. 69.-№2.-C. 149- 154.
38. Tryka S., A method for calculating the average solid angle subtended by a circular disk from uniformly distributed points within a coaxial circular plane. // Rev. Sci. Instrum. 1999. - T. 70. - № 10. - C. 3915 - 3920.
39. Исследование мишеней для ядерных экспериментов методом альфа-спектроскопии в импульсной ионизационной камере. А.Ю. Дорошенко,
40. B.В. Кетлеров, В.Ф. Митрофанов, Б.Ф. Самылин: Препринт ФЭИ-3067. г. Обнинск: ГНЦ РФ - ФЭИ, - 2005
41. High Resolution Measurements of Neutron Induced Fission Cross-Sections of 236>238u, 232Th and 237Np from 1 eV up to 1 MeV / A.Goverdovski,
42. A.Doroshenko, V.Ketelerov, et al. // Proc. of XII Int. Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei. Dubna: JINR, 2004. - C.456 - 472.
43. High Resolution Study of Np Fission Cross-Section from 5 eV to 1 MeV / W.Furman, P.Cennini, V.Ketelerov, et al. // Proc. of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology. Melville, New York: AIP, 2005. - T. 769. - C.1039 - 1042.
44. Гангрский Ю. П., Марков Б. Н., Перелыгин В. П., Регистрация и спектрометрия осколков деления. М.: Энергоиздат. 1981. - С. 79.
45. Калашникова В.И., Козодаев М.С., Детекторы элементарных частиц. -М.: Наука, 1966.-С. 88.
46. Гангрский Ю. П., Марков Б. Н., Перелыгин В. П., Регистрация и спектрометрия осколков деления. — М.: Энергоиздат. 1981. С. 39.
47. Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U., The Stopping and Ranges of Ions in Solids. New York: Pergamon Press. 1985.
48. T.W. Armstrong, P. Cloth, D. Filges, R.D. Neef, An Investigation of fission models for high-energy radiation transport calculations: KFA Report JUEL-1859, 1983
49. Физика быстрых нейтронов. Том I. Техника эксперимента. / Под ред. Дж. Мариона и Дж. Фаулера. М.: Госатомиздат, 1963. - С. 5 - 18.
50. Рыков В.А. Равновесные и неравновесные потери энергии осколков деления в тонких пленках: Препринт ФЭИ-2612. г. Обнинск: ГНЦ РФ -ФЭИ,- 1997
51. Дорошенко А.Ю., Кетлеров В.В. Эффективность регистрации осколков деления 238U протонами промежуточных энергий сборкой из двух плоскопараллельных лавинных счетчиков: Препринт ФЭИ-3068. -г. Обнинск: ГНЦ РФ ФЭИ, - 2005
52. Мониторирование протонных пучков при измерении полных сечений деления атомных ядер / Вовченко В.Г. Вайшнене JI. А. Гавриков Ю.А. и др.: Препринт № 2532. Гатчина: РАН ПИЯФ, 2003
53. Direct reconstruction of isosinglet amplitudes for nucleon-nucleon elastic scattering, J. Ball, R. Binz, J. Bystricky et al. // Eur. Phys. J. C. 1998. -T.5.-C. 57-61.
54. Дорошенко А.Ю., Кетлеров B.B. Экспериментальные сечения реакции деления U протонами промежуточных энергий. // ИВУЗ Ядерная энергетика. 2005. - № 3. - С. 35 - 46.
55. Cumming J.B., Monitor Reactions for High Energy Proton Beams. // Ann. Rev. Nucl. Sci. 1963. - T. 13. - C. 261 - 270.
56. Nuclide production by proton-induced reactions on elements (6 < Z < 29) in the energy range from 800 to 2600 MeV, R. Michel, M. Gloris, H. -J. Lange et al. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. 1995. - T. 103. - C. 183 -222.
57. Yule H.P., Turkevich A., Radiochemical Studies of the (p,pn) Reaction in Complex Nuclei in the 80-450-Mev Range // Phys. Rev. 1960. - T. 118.-C.1591 - 1598.
58. Nuclide production by proton-induced reactions on elements (6 < Z < 29) in the energy range from 200 MeV to 400 MeV, Th. Schiekel, F. Sudbrock, U. Herpers et al. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. 1996. - T. 114. -C. 91-119.
59. Friedlander G., Hudis J., Wolfgang R. L., Disintegration of Aluminum by Protons in the Energy Range 0.4 to 3.0 Bev // Phys. Rev. 1955. - T. 99. -C. 263-268.7 "Jl OA. H
60. Total cross sections for production of Be, Na, and Na in p+ Li and p+27Al reactions at 495 and 795 MeV, T.N. Taddeucci, J. Ullmann, L.J. Rybarcyk, et al. // Phys. Rev. C. 1997. - T. 55. - C. 1551 - 1554.
61. Vastupal Parikh, Cross-sections for Al27(p, 3pn)Na24, Al27(p, 5p5n)F18 and C12(p, 3p3n)Be7 relative to C12(p, pn)Cn // Nucl. Phys. 1960. - T. 18. - C. 638-645.
62. The C12(p, pn)Cn and Al27(p, 3pn)Na24 cross-sections at 591 MeV, K. Goebel, D. Harting, J. C. Kluyver et al. // Nucl. Phys. 1961. - T. 24. - C. 28-35.
63. Hiks H.G., Stevenson P.C., Nervik W.E., Reaction Al21 (p, 3p*)Na24 // Phys. Rev. 1956. - T. 102. - C. 1390 - 1392.
64. Chekirine M., Ammi H., On the Use of Makrofol KG to Study Fission Fragment angular distributions. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A. -1999.-T. 433.-C. 614-618.
65. Track Registration in Various Solid-State Nuclear Track Detectors, R.L. Fleischer, P.B. Price R.M. Walker, E.L. Habbard // Phys. Rev. 1964. -T. 133. -№ 5A. - C. 1443- 1450.
66. Observation of Fission Events in Mica Sandwiches, E. Cieslak, J. Piekarz, J. Zakrzewski et al. // Nucl. Instr. and Meth. 1966. - T. 39. - C. 224 - 231.
67. Analysis of Angular Correlations Between Complementary Fission Products, G. Andersson, M. Areskoug, H. Gustafsson, et al. // Nucl. Instr. and Meth. -1979.-T. 163.-C. 165- 175.
68. Угловые корреляции парных осколков при делении ядер протонами с энергией Ер = 1 ГэВ, A.A. Котов, Г.Г. Семенчук, JI.H. Андроненко, и др. // Ядерная физика. 1974. - Т. 19. - Вып. 4. - С. 756 - 760.
69. Лабораторный практикум по экспериментальным методам ядерной физики, В.В. Аверкиев, H.H. Бегляков, Т.А. Горюн и др. М.: Энергоатомиздат, 1986.-С. 33.
70. Перфилов H.A. Новикова Н.Р. Прокофьева Е.И., Особо мелкозернистые эмульсии для ядерных исследований. // Атомная энергия. 1957. - Т. 4. -№ 1.-С.45-51.71. «Экспериментальная ядерная физика», под ред. Э. Сегрэ, Т.П. // ИЛ, 1955.-С. 124.
71. Барашенков B.C., Тонеев В.Д. Взаимодействия высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами. М., Атомиздат, 1972.
72. Serber R., Nuclear Reactions at High Energies. // Phys. Rev. 1947. - T. 72. -C. 1114-1115.
73. Физика элементарных частиц и атомного ядра, Л.Н. Андроненко, Л.А. Вайшнене, A.A. Котов и др. // М. 1987. - Т. 18. - Вып. 4. - С. 685 -738.
