80.5 MeV/u 碳离子诱发铜靶的放射性剩余产物测量*

周斌 于全芝 张宏斌 张雪荧鞠永芹 陈亮 阮锡超

1) (散裂中子源科学中心, 东莞 523803)

2) (中国科学院物理研究所, 北京 100190)

3) (中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000)

4) (中国原子能科学研究院, 北京 102413)

5) (松山湖材料实验室, 东莞 523808)

高能重带电粒子能直接穿透靶原子核外电子层, 与原子核发生直接碰撞, 发生散裂反应, 产生一系列具有放射性的剩余产物核.重带电粒子诱发靶材放射性剩余核与辐射防护和人员安全有着密切联系, 当前, 大部分剩余核产额主要依靠蒙特卡罗粒子输运程序进行模拟计算, 其准确程度亟需通过实验测量进行准确评估.本文利用能量为80.5 MeV/u 的12C6+ 粒子对薄铜靶开展了辐照实验与伽玛射线测量, 结合伽玛谱学分析方法, 得出了辐照产生的18 种放射性剩余产物的初始活度和产生截面值, 并与PHITS 模拟结果进行对比.结果表明, PHITS 模拟程序对放射性剩余核种类的估计具有较高可靠性, 在其绝对产额方面, 与实验测量仍具有较大偏差.

1 引 言

近年来, 具有高能量和高功率的粒子加速器被广泛应用于核物理、凝聚态物理、材料辐照效应和肿瘤治疗等研究领域[1−4].高能粒子入射到各种材料中, 容易穿透核外电子层而与其原子核发生散裂反应, 生成种类众多的放射性剩余产物.测量并分析高能粒子诱发的散裂反应剩余产物, 有利于校准散裂反应物理模型、评估核设施安全与寿命、气体裂变碎片、衰变热及遥控维护等的影响等, 具有非常重要的研究……