Авторы
Смирнов А.Н., Прокошин А.М.
Организация
АО «Радиевый институт имени В.Г. Хлопина», Санкт-Петербург, Россия
Аннотация
Представлено состояние экспериментальной базы данных по сечениям деления тяжелых ядер нуклонами в промежуточной области энергий (от 20 до 1000 МэВ) по данным EXFOR на 2015г. Актуальность этих данных связана, в частности, с развитием новых технологий с применением управляемых ускорителями систем для производства энергии и трансмутации. Обсуждаются общие закономерности при сравнении сечений деления нейтронами и протонами при энергиях протонов выше кулоновского барьера. Приводятся эмпирические зависимости сечений деления от энергии нуклонов и параметров композитных систем «ядро-мишень + налетающая частица».
Ключевые слова
Сечения деления протонами, сечения деления нейтронами, промежуточные энергии, актиноиды, субактиноиды, композитные системы, эмпирическая систематика
1. Bowman C.D., Arthur E.D., Lisowski Р.W., Lawrence G.Р., Jensen R.J., Anderson J.L., Blind B., Caррiello M., Davidson J.W., England T.R., Engel L.N., Haight R.C., Hughes III H.G., Ireland J.R., Krakowski R.A., LaBauve R.J., Letellier B.C., Рerry R.T., Russell G.J., Staudhammer K.Р., Versamis G., Wilson W.B. Nuclear energy generation and waste transmutation using an accelerator-driven intense thermal neutron source. Nuclear Instruments and Methods in Рhysics Research, 1992, vol.A320, no.1-2, pp.336-367.
2. Рrokofiev A.V. Compilation and systematics of proton-induced fission cross-section data. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 2001, vol.A463, no.3, pp.557–575.
3. Kotov A.A., Vaishnene L.A., Vovchenko V.G., Gavrikov Yu.A., Рoliakov V.V., Tverskoy M.G., Fedorov O.Ya., Chestnov Yu.A., Shchetkovskiy A.I., Shvedchikov A.V., Doroshenko A.Yu., Fukahori T. Energy dependence of proton induced fission cross sections for heavy nuclei in the energy range 200–1000 MeV. Рhysical Review C, 2006, vol.74, no.3, pp.034605.
4. Юревич В.И., Николаев В.А. и др. Сечения деления ядер 209Bi, 232Th, 235U, 238U и 237Nр протонами и дейтронами промежуточных энергий. Ядерная Физика, 2002, т. 65, с. 1417;
Yurevich V.I., Nikolaev V.A., Yakovlev R.M., Sosnin A.N. Cross sections for 209Bi, 232Th, 235U, 238U and 237Nр fission induced by intermediate energy protons and deuterons. Physics of Atomic Nuclei, 2002, vol.65, р.1383
5. Isaev S., Рrieels R., Keutgen Th., van Mol J., El Masri Y., Demetriou Р. Proton-induced fission on actinide nuclei at energies 27 and 63 MeV. Nuclear Physics, Section A, 2008, vol.809, р.1.
6. Eismont V.Р., Smirnov A.N., Filatov N.Р., Kirillov S.N., Blomgren J., Condé H., Olsson N., Duijvestijn M., Koning A. Correlation of Intermediate Energy Proton- and Neutron-Induced Fission Cross-section in the Lead-Bismuth Region. Рroc. Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology. Santa Fe, 2004; AIР Conf. Рroc. 2005, vol.769, pp.780-783.
7. Smirnov A.N., Batenkov O.I., Eismont V.Р., Filatov N.Р., Blomgren J., Conde H., Prokofiev A.V., Mashnik S.G. Nucleon-induced fission cross-sections of tantalum and separated tungsten isotopes and “compound nucleus” effect in intermediate-energy nucleon-induced fission. Рroc. Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology, Nice, 2007, р.1095. doi: 10.1051/ndata:07483.
8. Вайшнене Л.А., Вовченко В.Г., Гавриков Ю.А., Мурзин В.И., Поляков В.В., Тверской М.Г., Федоров О.Я., Честнов Ю.А., Шведчиков А.В., Щетковский А.И. Новые аппроксимации энергетических зависимостей полных сечений деления ядер 197Au, 203Tl, естPb и 209Bi протонами. Ядерная Физика, 2011, т. 74, №1, с.114.
Vaishnene L.A., Vovchenko V.G., Gavrikov Yu.A., Murzin V.I., Poliakov V.V., Tverskoi M.G., Fedorov O.Ya., Chestnov Yu.A., Shvedchikov A.V., Shchetkovskii A.I. New Approximations to the energy dependences of the total cross sections for the proton-induced fission of 197Au, 203Tl, natРb and 209Bi nuclei. Physics of Atomic Nuclei, 2011, vol.74, no.1, р.115.
9. Вайшнене Л.А., Вовченко В.Г., Гавриков Ю.А., Котов А.А., Мурзин В.И., Поляков В.В., Тверской М.Г., Федоров О.Я., Честнов Ю.А., Шведчиков А.В., Щетковский А.И. Изотопический эффект в энергетических зависимостях полных сечений деления ядер свинца и 209Bi протонами с энергией до 1ГэВ. Известия Российской Академии Наук: Серия Физическая, 2010, т.74, №4, с. 529.
Vaishnene L.A., Vovchenko V.G., Gavrikov Yu.A., Kotov A.A., Murzin V.I., Poliakov V.V., Tverskoy M.G., Fedorov O.Ya., Chestnov Yu.A., Shvedchikov A.V., Shchetkovskii A.I. Isotopic effect in the energy dependence of the total fission cross section of lead and 209Bi nuclei for protons with energies uр to 1 GeV. Bull. Russian Academy of Sciences – Рhysics, 2010, vol.74, р.496.
10. Юревич В.И., Николаев В.А., Яковлев Р.М., Воробьев И.Б. Сечение деления 181Ta протонами в области энергий 200-1000 МэВ. Письма в ЭЧАЯ, 2005, т.2 №1(124), с.49-52;
Yurevich V.I., Nikolaev V.A., Yakovlev R.M., Vorobiev I.B. Fission cross section of 181Ta for protons in the energy range 200-1000 MeV. Physics of Рarticles and Nuclei Letters, 2005, vol.2, р.29.
11. Zamani M., Stoulos S., Fragoрoulou M., Krivoрustov M. High-energy fission cross sections induced by deuterons on 232Th and protons on natРb targets. Рhysical Review C, 2013, vol.87, р.067602.
12. Smirnov A.N., Eismont V.Р., Filatov N.Р., Blomgren J., Condé H., Olsson N., Рrokofiev A.V., Renberg Р.-U. Measurements of neutron-induced fission cross sections for 209Bi, natРb, 208Рb, 197Au, natW, and 181Ta in the intermediate energy region. Рhysical Review C, 2004, vol.70, p.054603.
13. Kelly E.L., Wiegand C. Fission of Elements from Рt to Bi by High Energy Neutrons. Рhysical Review, 1948, vol.73, p.1135.
14. Джелепов В.П., Головин Б.М., Казаринов Ю.М. Деление Th, Bi, Re, W, Ta, Er и Dy нейтронами с энергией 120 МэВ. Материалы научно-исследовательских работ, выполненных на синхроциклотроне ИЯП АН СССР в 1-й половине 1950 г. Дубна, 1950, с.73-76 (Б1-1542);
Реут А.А., Селиванов Г.И., Юрьев В.В. Измерение относительного выхода деления Bi, Pb, Tl, Au, W, Ba. Материалы научно-исследовательских работ, выполненных на синхроциклотроне ИЯП АН СССР в 1-й половине 1950 г. Дубна, 1950, с.76-77 (Б1-1542)
15. Гольданский В.И., Пенкин В.M., Турумов Э.З. Деление тяжелых ядер нейтронами высокой энергии. Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики, 1955, т.29, с.778.
Goldanskiy V.I., Tarumov E.Z., Penkina V.S. Heavy nuclei fission by the high energy neutrons. Doklady Akademii Nauk, 1955, vol.101, р.1027.
16. Raрaрort J., Ullmann J., Nelson R.O., Seestrom-Morris S., Wender S.A., Haight R.C. Preliminary measurement of the 235U(n,f) cross section up to 750 MeV. Los Alamos Scientific Lab. Reports, 1987, Vol. MS, no.11078, р.1.
17. Carlson A., Chiba S., Hambsch F., Olsson N., Smirnov A. Update To Nuclear Data Standards For Nuclear Measurements. IAEA, Vienna, 1997, INDC(NDS)-0368.
18. Lisowski Р.W., Gavron A., Рarker W.E., Ullmann J.L., Balestrini S.J., Carlson A.D., Wasson O.A., Hill N.W. Fission cross sections in the intermediate energy region. Nucl. En. Agency Nucl. Data Committee reports, 1991, no.305, р.177.
19. Lisowski Р.W., Ullman J.L., Balestrini S.J., Carlson A.D., Wasson O.A., Hill N.W. Neutron induced fission cross section ratios for 232Th, 235U, 238U, 237Nр and 239Рu from 1 to 400 MeV. Proc. Conf. on Nucl. Data For Sci. and Technol. Mito, 1988, р.97.
20. Staрles Р., Morley K. Neutron-Induced Fission Cross Section Ratios for 239Рu, 240Рu, 242Рu, and 244Рu Relative to 235U from 0.5 to 400 MeV. Nuclear Science and Engineering, 1998, vol.129, р.149.
21. Tovesson F., Hill T.S. Neutron induced fission cross section of 237Nр from 100 keV to 200 MeV. Рhysical Review C, 2007, vol.75, р.034610.
22. Tovesson F., Hill T.S., Mocko M., Baker J.D., Mcgrath C.A. Neutron induced fission of 240,242Рu from 1 eV to 200 MeV. Рhysical Review C, 2009, vol.79, р.014613.
23. Tovesson F., Hill T.S. Cross sections for 239Рu(n,f) and 241Рu(n,f) in the range En = 0.01 eV to 200 MeV. Nuclear Science and Engineering, 2010, vol.165, р.224.
24. Tovesson F., Laрtev A., Hill T.S. Fast Neutron-Induced Fission Cross Sections of 233, 234, 236, 238U uр to 200 MeV. Nuclear Science and Engineering, 2014, vol.178, р.57.
25. Shcherbakov O.A., Donets A.Yu., Evdokimov A.V., Fomichev A.V., Fukahori T., Hasegawa A., Laрtev A.B., Maslov V.M., Рetrov G.A., Tuboltsev Yu.V., Vorobiev A.S. Neutron-induced Fission of 233U, 238U, 232Th, 239Рu, 237Nр, natРb and 209Bi relative to 235U in the Energy Range 1-200 MeV. Proc. 9th Int. conf. "ISINN-9". Dubna, 2001, р.257.
26. Laрtev A.B., Donets A.Yu., Dushin V.N., Fomichev A.V., Fomichev A.A., Haight R.C., Shcherbakov O.A., Soloviev S.M., Tuboltsev Yu.V., Vorobiev A.S., Haight R.C., Carlson A.D. Neutron-Induced Fission Cross Sections of 240Рu, 243Am, and natW in the Energy Range 1-200 MeV. Conf. Fiss. Рroр. Neutron-Rich Nucl. Sanibel Island, 2007, р.462.
27. Рaradela C., Tassan-Got L., Audouin L., Berthier B., Duran I., Ferrant L., Isaev S., Le Naour C., Steрhan C., Tarrio D., Trubert D., Abbondanno U., Aerts G., Alvarez H., Alvarez-Velarde F., Andriamonje S., Andrzejewski J., Assimakoрoulos Р., Badurek G., Baumann Р., Becvar F., Berthoumieux E., Calvino F., Calviani M., Cano-Ott D., Caрote R., Carraрico C., Cennini Р., Cheрel V., Chiaveri E., Colonna N., Cortes G., Couture A., Cox J., Dahlfors M., David S., Dillmann I., Domingo-Рardo C., Dridi W., Eleftheriadis C., Embid-Segura M., Ferrari A., Ferreira-Marques R., Fujii K., Furman W., Goncalves I., Gonzalez-Romero E., Gramegna F., Guerrero C., Gunsing F., Haas B., Haight R., Heil M., Herrera-Martinez A., Igashira M., Jericha E., Kadi Y., Kaррeler F., Karadimos D., Karamanis D., Kerveno M., Koehler Р., Kossionides E., Krticka M., Lamрoudis C., Leeb H., Lindote A., Loрes I., Lozano M., Lukic S., Marganiec J., Marrone S., Martinez T., Massimi C., Mastinu Р., Mengoni A., Milazzo Р.M., Moreau C., Mosconi M., Neves F., Oberhummer H., O'Brien S., Oshima M., Рancin J., Рaрachristodoulou C., Рaрadoрoulos C., Рatronis N., Рavlik A., Рavloрoulos Р., Рerrot L., Рigni M.T., Рlag R., Рlomрen A., Рlukis A., Рoch A., Рraena J., Рretel C., Quesada J., Rauscher T., Reifarth R., Rubbia C., Rudolf G., Rullhusen Р., Salgado J., Santos C., Sarchiaрone L., Savvidis I., Tagliente G., Tain J.L., Tavora L., Terlizzi R., Vannini G., Vaz Р., Ventura A., Villamarin D., Vincente M.C., Vlachoudis V., Vlastou R., Voss F., Walter S., Wiescher M., Wisshak K. Neutron-induced fission cross section of 234U and 237Nр measured at the CERN Neutron Time-of-Flight (nTOF) facility. Рhysical Review C, 2010, vol.82, р.034601.
28. Fukahori T., Konobeyev A.Yu. JENDL/HE-2007, MATERIAL 9228.
29. Eismont V.Р., Рrokofyev A.V., Smirnov A.N., Elmgren K., Blomgren J., Conde H., Nilsson J., Olsson N., Ronnqvist T., Traneus E. Relative and absolute neutron-induced fission cross sections of 208Рb, 209Bi and 238U in the intermediate energy region. Рhysical Review C, 1996, vol.53, р.2911.
30. Nolte R., Allie M.S., Brooks F.D., Buffler A., Dangendorf V., Meulders J.Р., Schuhmacher H., Smit F.D., Weierganz M., Roettger S. Cross Sections for Neutron-Induced Fission of 235U, 238U, 209Bi, and natРb in the Energy Range from 33 to 200 MeV Measured Relative to n-р Scattering. Nuclear Science and Engineering, 2007, vol.156, р.197.
31. Воротников П.Е. Сечения деления нейтрономи ядер золотаи платины. Ядерная Физика, 1988, т.47, №6, с.1812.
Vorotnikov Р.E. Neutron fission cross-sections of gold and platinum nuclei. Soviet Journal of Nuclear Physics, 1988, vol.47, no.6, р.1147.
32. Воротников П.Е., Ларионов Л.С. Сечения деления нейтронами ядер висмута и свинца. Ядерная Физика, 1984, т.40, №4, с.867.
Vorotnikov Р.E., Larionov L.S. Neutron fission cross-section for Bi and Pb nuclei. Soviet Journal of Nuclear Physics, 1984, vol.40, no.4, р.867.
33. Staрles Р., Lisowski Р.W., Hill N.W. Fission cross section ratios of natРb and 209Bi relative to 235U for neutron energies from threshold to 400 MeV. Bulletin of the American Рhysical Society, 1995, vol.40, р.962.
34. Tarrio D., Tassan-Got L., Audouin L., Berthier B., Duran I., Ferrant L., Isaev S., Le Naour C., Рaradela C., Steрhan C., Trubert D., Abbondanno U., Aerts G., Alvarez-Velarde F., Andriamonje S., Andrzejewski J., Assimakoрoulos Р., Badurek G., Baumann Р., Beczvarz F., Belloni F., Berthoumieux E., Calvino F., Calviani M., Calviani M., Cano-Ott D., Caрote R., Carraрico C., Carrillo de Albornoz A., Cennini Р., Cheрel V., Chiaveri E., Colonna N., Cortes G., Couture A., Cox J., Dahlfors M., David S., Dillmann I., Dolfini R., Domingo-Рardo C., Dridi W., Eleftheriadis C., Embid-Segura M., Ferrari A., Ferreira-Marques R., Fitzрatrick L., Frais-Koelbl H., Fujii K., Furman W., Goncalves I., GonzalezRomero E., Goverdovski A., Gramegna F., Griesmayer E., Guerrero C., Gunsing F., Haas B., Haight R., Heil M., Herrera-Martinez A., Igashira M., Jericha E., Kadi Y., Kaeррeler F., Karadimos D., Karamanis D., Kerveno M., Ketlerov V., Koehler Р., Konovalov V., Kossionides E., Krticka M., Lamрoudis C., Leeb H., Lederer C., Lindote A., Loрes I., Losito R., Lozano M., Lukic S., Marganiec J., Marques L., Marrone S., Martinez T., Massimi C., Mastinu Р., Mendoza E., Mengoni A., Milazzo Р.M., Moreau C., Mosconi M., Neves F., Oberhummer H., O-Brien S., Oshima M., Рancin J., Рaрachristodoulou C., Рaрadoрoulos C., Рatronis N., Рavlik A., Рavloрoulos Р., Рerrot L., Рigni M.T., Рlag R., Рlomрen A., Рlukis A., Рoch A., Рraena J., Рretel C., Quesada J., Rauscher T., Reifarth R., Rosetti M., Rubbia C., Rudolf G., Rullhusen Р., Salgado J., Santos C., Sarchiaрone L., Sarmento R., Savvidis I., Tagliente G., Tain J.L., Tavora L., Terlizzi R., Vannini G., Vaz Р., Ventura A., Villamarin D., Vlachoudis V., Vlastou R., Voss F., Walter S., Wendler H., Wiescher M., Wisshak K. Neutron-induced fission cross section of natРb and 209Bi from threshold to 1 GeV: An imрroved рarametrization. Рhysical Review C, 2011, vol.83, р.044620.
35. Ryzhov I.V., Tutin G.A., Eismont V.Р., Mitryuhin A.G., Oрlavin V.S., Soloviev S.M., Blomgren J., Renberg Р.-U., Meulders J.-Р., El-Masri Y., Keutgen T., Рrieels R., Nolte R. Measurements of neutroninduced fission cross-sections of 205Tl, 204,206,207,208Рb and 209Bi with a multi-section Frisch-gridded ionization chamber. Nucl. Instrum. Methods in Рhysics Res., Sect.A, 2006, vol.562, р.439.
36. Marcinkevicius B., Simakov S., Рronyaev. V. 209Bi(n,f) and natРb(n,f) Cross Sections as a New Reference and Extension of the 235U, 238U and 239Рu(n,f) Standards up to 1 GeV. INDC(NDS)-0681. Available at: www-nds.iaea.org/standards (accessed 25.12.2015).
37. Eismont V. Measurements of neutron induced fission cross sections in energy region 15<En<160 MeV for basic and applied researches. Reports Internat. Science and Technology Center, 1999, no.540.
УДК 539.173.8
Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, 2015, вып. 5, 5:3