Ядерна фізика та енергетика Nuclear Physics and Atomic Energy   ISSN: 1818-331X (Print), 2074-0565 (Online)   Publisher: Institute for Nuclear Research of the National Academy of Sciences of Ukraine   Languages: Ukrainian, English   Periodicity: 4 times per year   Open access peer reviewed journal

Full text (ua)

M. F. Vlasov, S. A. Kravchenko, O. O. Gritzay, V. S. Babkov

Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

Abstract: To clarify the issue of neutron excess in the high-energy part of ²³⁵U fission neutron spectrum the reactor neutron spectrum measurements in the wide energy range by differential recoil proton method have been carried out at the angles of scattering 30, 35, 40, 45 and 50°. Silicon detector sensitive zone widths were chosen thus that obtained neutron spectra overlapped the same energy interval 6 - 18 МeV. The methods of measurements and apparatus spectra treatment were described. The neutron spectrum was approximated by Maxwell distribution ∼ Е^1/2 exp (-α E) from which the "statistical" error of the parameter α was determined. The measured spectrum is in a good agreement with ²³⁵U fission spectrum in the energy interval 6 - 12 МeV and it has the following parameters: α = (0.765 ± 0.012) МeV^-1, temperature Т = (1.307 ± 0.021) МeV and average energy Ē = (1.960 ± 0.032) МeV. The analysis of the high-energy range (above 12 МeV) of the measured spectrum indicates its harder character (the average energy Ē is within the limits of 2.72 - 3.01 МeV). The observed effect of neutron excess in high-energy part of the spectrum is in favour of the hypotheses on high-energy "scission" neutron emission in nuclear fission.

1. Terrell J. Fission Neutron Spectra and Temperatures. Phys. Rev. 113 (1959) 527. https://doi.org/10.1103/PhysRev.113.527

2. Watt B. E. Energy Spectrum of Neutrons from Thermal Fission of U²³⁵. Phys. Rev. 87 (1952) 1037. https://doi.org/10.1103/PhysRev.87.1037

3. Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики (Москва: Атомиздат, 1977) c. 71.

4. Madland D., Nix J. New Calculation of Prompt Fission Neutron Spectra and Average Prompt Neutron Multiplicities. Nucl. Sci. Eng. 81 (1982) 213. https://doi.org/10.13182/NSE82-5

5. Marten H., Polster D., Ruben A., and Seeliger D. Energy balance in fission within a two-spheroid model including empirical shell corrections. Proc. 16th Int. Symp. Nucl. Phys. Collisions and Nucl. Physics Dynamics of Heavy Ion Collisions, Gaussig, 10 - 14 Nov., 1986 (Gaussig, 1997) p. 169.

6. Gerasimenko B. F., Rubchenya V. A. Statistical calculation of Cf²⁵² spontaneous fission prompt neutron spectrum. Nuclear standard reference data. Proc. an advisory group meeting on nuclear standard reference data, Geel, 12 - 16 Nov., 1984 (Vienna: IAEA, TECDOC-335, 1985) p. 280.

7. Грашин А. Ф., Лепёшкин М. В. Новая формула для спектра мгновенных нейтронов деления. Атомная энергия 58 (1985) 59.

8. Замятнин Ю. С., Рязанов Д. К., Басова Б. Г. и др. О мгновенных нейтронах деления тяжелых ядер. Ядерная физика 29 (1979) 595.

9. Корнилов Н. В., Кагаленко А. Б., Хамш Ф-Й. Предразрывные нейтроны при делении ²³⁵U и ²⁵²Cf. Ядерная физика 64 (2001) 1451.

10. Mёrten H., Seeliger D., Stobinski B. The High-Energetic Part of the Cf²⁵² Spontaneous-Fission Neutron Spectrum (INDC-17/L, IAEA, 1982).

11. Mannhart W. The High Energy Portion of the Cf²⁵² Neutron Spectrum Deduced from Integral Measurements. Proc. Advisory Group Mtg. Properties of Neutron Sources, Leningrad, USSR, 9 - 13 June, 1986 (Vienna: IAEA-TECDOC-410, 1987) p. 194.

12. Chalupka A., Malek L., Tagesen S., Böttger R. Cf²⁵² Fission Neutron Spectrum Above 15 MeV. Proc. Advisory Group Mtg. Properties of Neutron Sources, Leningrad, USSR, 9 - 13 June, 1986 (Vienna: IAEA-TECDOC-410, 1987) p. 190.

13. Boikov G. S., Dmitriev V. D., Kudyaev G. A. et al. New data on prefission neutrons. Nuclear Data For Neutron Emission in the Fission Process. Proc. of a Consultants Meeting organized by the IAEA and held in Vienna, Austria, 22 - 24 Oct. 1990. INDC(NDS)- 251 (Nov. 1991) p. 189.

14. Матвеев Л. В., Центер Э. М. Уран-232 и его влияние на радиационную обстановку в ядерном топливном цикле (Москва: Энергоатомиздат, 1985).

15. Potenza R., Rubbino A. Fast Neutron Spectrometer. Nucl. Instr. and Meth. 25 (1963) 77. https://doi.org/10.1016/0029-554X(63)90165-4

16. Немец О. Ф., Гофман Ю. В. Справочник по ядерной физике (Київ: Наук. думка, 1975).

17. Смородинский Я. А. К теории рассеяния нейтронов протонами. ЖЭТФ 17 (1947) 941.

18. Власов Н. А. Нейтроны (Москва: Наука, 1971).

19. Росси Б., Штауб Г. Ионизационные камеры и счетчики (Москва: Изд-во иностр. лит., 1951).

20. Ловчикова Г. И., Смиренкин Г. Н., Труфанов А. М. и др. Энергетические распределения вторичных нейтронов реакции (n,f) для ядер Th - Pu. Ядерная физика 62 (1999) 1551.

21. Власов М. Ф., Кравченко С. А., Литвинский Л. Л., Пуртов О. А. Исследование высокоэнергетической части спектра нейтронов реактора ВВР-М. Нейтронная физика: Материалы І Междунар. конф., Киев, 14 - 18 сент. 1987 г. (Москва: ЦНИИатоминформ, 1988) Т. 4, c. 228.

22. Власов М. Ф., Дряпаченко І. П., Кравченко С. А. та ін. Дослідження високоенергетичних нейтронів поділу ядер та перерізів (n,xn) реакцій і їх ролі в ядерному паливному циклі. Матеріали щорічн. наук. конф. Ін-ту ядерних досл. НАН України (Київ, 1995) c. 175.