基于延迟中子诱发裂变特征的铀同位素甄别
核实验
2020-07-22 v2 仪器与探测器
摘要
利用主动 interrogation（AI）诱发延迟中子发射是表征特种核材料（SNM）的成熟技术。延迟中子具有同位素特征的能量与时间特征，为同位素识别提供了基础。然而，在含有可观可裂变（如 U 或 U）份额的块体材料（如高浓铀（HEU））中，延迟中子诱发额外裂变的概率很高。因此，总体延迟中子特征由两个不同的组分构成：“初级”延迟中子（由裂变碎片直接发射）与由初级延迟中子诱发裂变中产生的“次级瞬发”裂变中子。这些瞬发产物在能谱以及母裂变事件释放的符合辐射存在方面，均与“初级”延迟中子不同。延迟裂变产生的瞬发产物的存在与相对数量取决于材料在延迟中子能区的截面，该截面在不同同位素间可能显著差异，从而提供了可利用的同位素区分手段。本工作中，我们展示了两种基于延迟中子诱发裂变产物测量的实验方法来甄别 U 与 U 同位素。首先，通过基于反冲的有机液体闪烁体以及定制构建的俘获门控复合探测器的热化谱，探测来自延迟裂变的极高能瞬发中子，从而区分 HEU 与贫化铀物体。其次，通过比较延迟中子存在时裂变事件的总速率与时间演化，将符合辐射测量作为甄别依据。
引用
@article{arxiv.1911.05812,
title = {Discriminating Uranium Isotopes Based on Fission Signatures Induced by Delayed Neutrons},
author = {Kristofer Ogren and Jason Nattress and Igor Jovanovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05812},
year = {2020}
}