2-63 三维基准装置角通量谱测量

陈 渊

　　聚变中子学积分实验通过测量基准装置及工程模拟装置的宏观参数以评价微观核数据及校验计算。60年代以来，建立了十多个一维球对称基准装置，完成了造氚率、裂变率、穿透率及倍增率等的实验测量，对评价核数据起了重要的作用。随着计算机运算速度的提高及设计需要，发展三维数值模拟计算并经过积分实验校验十分必要。

　　建立了两种类型的单一材料与组合材料的共四个三维基准装置，普通钢f 700球与f 350´350圆柱组合；普通钢板100cm´80cm´5.5cm；铁、水交替多层组合的f 700球与多层柱壳组成的f 350´350圆柱组合；100cm´80cm的厚度分别为5.5、10、6、5.5cm的铁、铅、聚乙烯和铁的组合。前两个装置主要用于校验中子输运计算方法。第3个是模拟ITER（国际热核实验堆）屏蔽的实验装置，第4个是模拟聚变-裂变混合堆以铅作为增殖材料的包层的部分结构的实验装置。装置中板状组合的国外装置相类似。而球、柱组合的装置是独具一格的。

　　对于非对称几何结构的实验装置，DT中子源无论是置于中心还是从侧面入射，经输运后出射中子的通量及能谱都与方向有关，为了测量不同角度出射的中子能谱，建立中子探测器屏蔽体和准直器组成的测量系统，普通钢准直器f 20cm´1m，中央通孔f 4.5cm，屏蔽体由铁、聚乙烯及铅室构成。中子探测器是f 5.08cm´5.08cm NE-213液体闪烁体和球形含氢正比计数管,置于铅室内的探测器距装置约为4m。测量选择与中子出射面法线成0°、20°和40°三个方向。用反冲质子法测量能谱0.7514MeV用NE213中子谱仪，0.4~1.5 MeV用球形含氢正比计数管谱仪。

　　测量结果归一到单位面积、单位立体角、每一个源中子时的中子数。0.4~1.5MeV中子谱总的实验误差为10%~15%。对于NE213谱仪测量的高能到低能范围的谱的误差是5%~7%，对于40°方向的高能区域谱的误差估计为10%。模拟ITER屏蔽的实验结果、模拟混合堆包层部分结构的中子学实验已分别在Fusion Technology（1998年第11期）发表，在98年第五届中日关于先进能源系统及聚－裂变工程材料的会议上进行交流。中科院合肥等离子体物理研究所正在用MCNP/4A程序及ENDF/BⅥ和FENDL库数据对这二个基准装置进行计算，并将与实验结果比较。