2024年10月7日发(作者：庾香巧)
第４７卷增刊
２０１３年６月
原子能科学技术
Ｖｏ１．４７，Ｓｕｐｐ１．
Ａｔｏｍｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊｕｎ．２０１３
中国实验快堆中的２３８ Ｕ裂变反应率测量实验研究
陈效先，范振东，王 勇，赵金坤，陈晓亮，胡定胜，赵郁森
（中国原子能科学研究院中国实验快堆工程部，北京 １０２４１３）
摘要：由于 Ｕ裂变反应率在中国实验快堆（ＣＥＦＲ）中是一非常关键的指标参数，因此，在ＣＥＦＲ的首次
物理启动工作中对其进行了实验测量。在实验过程中，利用高贫化的ＵＯ。（ Ｕ一０．００２ ）直接进行
了 ｕ裂变反应率的绝对测量；利用国产贫铀片（。 Ｕ一０．３３５ ）、高浓铀片（ Ｕ一９０ ）组合方式间接进
行了。。 ｕ裂变反应率的测量。给出两种方法与理论值的对比和轴向及径向的相对分布。本实验为 ｕ
裂变反应率测量提出一新的选择方案，并验证了其可靠性。
关键词：中国实验快堆；裂变反应率；富集度
中图分类号：ＴＩ ３２６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—６９３１（２０１３）ＳＯ一０１２０—０３
ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１３．４７．ｓｏ．０１２０
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ 。Ｕ Ｆｉｓｓｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｒａｔｅ
Ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｆａｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｘｉａｎ，ＦＡＮ Ｚｈｅｎ—ｄｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇ，ＺＨＡＯ Ｊｉｎ—ｋｕｎ，
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｌｉａｎｇ。ＨＵ Ｄｉｎｇ—ｓｈｅｎｇ。ＺＨＡＯ Ｙｕ—ｓｈｅｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＡｔｏｍｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｐ．０．Ｂｏｘ ２７５—３４，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２４１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａ１ Ｆａｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ（ＣＥＦＲ）ｉＳ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆａｓｔ ｒｅａｃｔｏｒ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｉｔ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ ｏｎ ＣＥＦＲ ｔＯ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ 。。Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐｈｙｓｉｃｓ ｓｔａｒ—
ｔｕｐ ｔｅｓｔｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｌｕｔｅ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｂｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｏｏｒ ｕｒａｎｉｕｍ（ Ｕ一０．００２ ）ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｂｙ
ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｐｏｏｒ ｕｒａｎｉｕｍ（ Ｕ一０．３３５ ）ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｕｒａｎｉｕｍ（ Ｕ一
９０ ）．Ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｄｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ａ ｎｅｗ ｗａｙ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ
ｔｈｅ ∞Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｆａｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ；ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ；ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ
较为常用的 船Ｕ裂变反应率测量是利用涂
敷高纯度 髂Ｕ裂变电离室直接测量 ，但由于
中国实验快堆（ＣＥＦＲ）上没有实验孔道，所以
采用组件人堆辐照方式对ＣＥＦＲ上的裂变反
应率进行测量。因此，在 船Ｕ裂变反应率的测量
实验中采用箔片活化法 ，即将几种不同富集度
铀探测片放入功率稳定的反应堆内辐照一定时
问并冷却后，分别测量其裂变产物的特征７射
收稿日期：２０１２－１２－２８；修回日期：２０１３－０３—２６
基金项目：国家自然科学基金资助项目
作者简介：陈效先（１９８４），男，黑龙江鸡西人，助理研究员，硕士，从事核反应堆实验工作
增刊 陈效先等：中国实验快堆中的 ｕ裂变反应率测量实验研究 １２１
线，从而推出。 ｕ裂变反应率。本工作将对两种
不同方法测量 ｕ裂变反应率进行比较。
在某一稳定功率下照射数小时后快速停堆。拔
出专用燃料实验组件并转运至堆外，抽出位于
该组件中心的辐照装置（含探测器导管），去钠、
１实验方法
在快堆中 船Ｕ和 ｕ均发生裂变反应，其裂
变产物相同，因此，测量∞ Ｕ裂变反应率时需考
虑。 Ｕ富集度带来的影响 ］。实验组件分别在
一
清洗、解体，从辐照装置取出探测箔片并依次放
人标有序号的样品转运盘内。等待一定时间
后，逐个将箔片放在位于高纯锗７探头上方某
距离的样品托盘内，测量样品内诱发活性，获
反应堆内以下位置（图１）进行了船。Ｕ的裂变率
轴向分布实验与径向分布实验。轴向分布取在
２—２位置处，其中有１３个间隔不一的测量点；径
取感兴趣光电峰内计数。
２ 。Ｕ裂变率的测量
实验分别采取了高浓铀片和国产贫铀片组
合测量（即Ｃ系列）、进口贫铀球直接测量（即Ｅ
系列）两种不同方式，辐照位置和辐照时间均相
同，但Ｃ系列和Ｅ系列的辐照功率稍有不同。
Ｃ系列是将高浓铀片和贫铀片同时放入堆内，
向分布分别取在２－２、３－３、４－３、５—３、６—４、７－５、９－６、
１１－８等８个位置上。铀探测箔片分别采用高浓
铀片（ Ｕ一９０ ）和国产贫铀片（ Ｕ一０．３３５ ）
组合测量、（ Ｕ一０．００２ ）的进口贫铀球直接测
量两种测量方法对 Ｕ裂变反应率测量。
在某功率下辐照２ ｈ；出堆等待一定时间后分
，
ＮＮ量裂变产物 。Ｒｕ的４９７ ｋｅＶ丫射线，并对
。Ｒｕ活度Ａ的计算公式为：
反射层
测量中的衰减进行修正，金属铀探测箔片中
堆芯塑
文
探
测
片
一Ａ一
￡Ｋ（１一ｒ）（１一ｅ ２ｔｍ）
ｒ１、
一
功
监督片
式中：Ｃ为光电峰的净计数；Ｊ 为 。Ｒｕ的４９７ ｋｅＶ
射线的绝对强度（分支比）；ｅ为谱仪测量
４９７ ｋｅＶ丫射线的光电峰效率；Ｋ为样品中能
量为４９７ ｋｅＶ的 射线的自吸收修正系数；
图１堆芯位置分布
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｒｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｔ 为铀箔片活性的测量时间间隔，Ｓ；ｒ为测量
样品活性时系统的死时间； 为 。Ｒｕ的衰变
常量。
实验采用组件入堆方式，需将装载探测箔
片的专用燃料实验组件替换堆内的燃料组件，
裂变产物中的如。Ｒｕ主要由裂变产物 。Ｔｃ
衰变形成，衰变关系示于图２。
ｐ—
ｉＯ３ｙ ９２％￣Ｏ３Ｚｒ
／２ Ｏ．２３ Ｓ
ｐ—
￣Ｏ３Ｎｂ
Ｄ～
１ｏ Ｍｏ
ｐ—
￣ｏ３Ｔ￣
ｐ一 ［３－
，／（４９７ ｋｅＶ，９１．Ｏ％） １Ｏ３Ｒｕ
１ ３ Ｓ １．５ Ｓ ６７ ５ Ｓ ５４ ２ Ｓ ３９．２ ｄ
图２ 。Ｒｕ的衰变关系
Ｆｉｇ．２ Ｄｅｃａｙ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ 。。Ｒｕ
则金属铀探测箔片 。Ｒｕ的活度Ａ为：
Ａ＝ （ ５Ｎ５Ｙ５＋ ８Ｎ８Ｙ８）（１一ｅ ｓ）ｅ ｗ （２）
辐照时间，Ｓ；下角５和８对应。 Ｕ和。 Ｕ。
船 Ｕ单核裂变率Ｒｍ为：
Ｒｆ，８一曲８ （３）
式中： 为辐照通量； 为 Ｕ或 。。Ｕ微观裂变
截面；Ｎ为探测片中 Ｕ或。 Ｕ的核数目；
ｙ为∞ Ｕ或 船Ｕ裂变产生 。Ｒｕ的产额；￡ｗ为
等待时间（辐照结束到测量开始时间），Ｓ；ｔ。为
而Ｅ系列是将进口贫铀球放人堆内在一
定功率下辐照相同时间，则金属铀探测箔片裂
变产物 。Ｒｕ的活度Ａ为：
１２２
Ａ一雪（ ８Ｎ８Ｙ８）（１——ｅ一 Ｓ）ｅ一 ｗ （４）
原子能科学技术 第４７卷
贫铀球与贫铀片包裹的厚度不同，从而导致Ｅ
将式（１）代入式（４）得：
系列与Ｃ系列的探测片位置越靠后相差越大，
但分布曲线与理论值符合良好。
对于 弘ｕ裂变反应率绝对测量，由于ｃ系
（５）
西 一 丽
列和Ｅ系列功率不同，将其均归一到４０ 额定
功率并和理论值进行了对比（图４）。可知，在
３结果与分析
根据公式得出Ｃ系列和Ｅ系列的。鸽Ｕ裂
轴向中心位置差别最大，Ｅ系列与理论相对偏
差最大值为５．７ ，Ｃ系列与理论相对偏差最
大值为１９．９７ ；Ｃ系列与Ｅ系列相对偏差最
大值为１５．１ 。
变反应率的轴向相对分布与径向相对分布
（图３），并和理论值进行比较，可知，轴向由于
迥
靛
罂
姆
靛
Ⅱ
糌
粹
图３ Ｃ系列与Ｅ系列。 ｕ裂变率轴向及径向分布
Ｆｉｇ．３ Ａｘｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｄｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ 。。Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ Ｃ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ Ｅ ｓｅｒｉｅｓ
数目较多，未进行相同位置重复照射，能谱测量
一
般为３次，每次峰面积达１０ ０００即可，统计
Ｔ
糌
呈
误差还有待降低；２）实验的核心是相同位置下
辐照时间和中子通量不变，但实际上中子通量
出现较小波动，且在低功率辐照时，功率无法精
确测量；３）理论计算用的能谱与真实谱有一定
差异，尤其在堆芯中心位置处，从而导致Ｃ系
列堆芯中心处与理论差异较大。
图４ ４Ｏ 功率下ｃ系列、
Ｅ系列与理论。 Ｕ裂变反应率
参考文献：
Ｅ１］胡大璞，郑福裕．核反应堆物理实验方法［Ｍ］．
北京：原子能出版社，１９８８：３５—４５．
［２］ 钟文发，徐小琳．铀箔测量 ｕ裂变率的修正研究
Ｆｉｇ．４ Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ Ｃ ｓｅｒｉｅｓ，
ｒａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ Ｅ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｖａｌｕｅ ｏｎ ４０
４ 结论
实验结果表明，利用国产贫铀片与高浓铀
片组合测量 Ｕ裂变反应率是完全可行的，在
轴向分布和径向分布均可取得较好的结果，本
ＥＪ］．清华大学学报：自然科学版，１９９５，３５（３）：８４—８６．
ＺＨＯＮＧ Ｗｅｎｆａ，ＸＵ Ｘｉａｏｌｉｎ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ
ｏｆ 。 Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ｕｒａｎｉｕｍ ｆｏｉｌｓ
［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，３５（３）：８４—８６（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）．
实验为 。。Ｕ裂变反应率测量提出一新的选择方
案，并验证了其可靠性。
而在绝对测量中，推算到４０ 功率下轴向
中间位置相对偏差较大，但亦在２Ｏ 内。本实
验的误差主要来自３个方面：１）本实验探测片
Ｆ－３］罗璋琳，史永谦，潘泽飞．实验反应堆物理［Ｍ］．
北京：原子能出版社，２０１１：６０—６５．
［４３胡定胜． Ｕ和 ”Ｕ裂变率分布测量应考虑的
因素［Ｍ］／／中国实验快堆年报．北京：原子能出
版社，２００５：１００—１０５．
2024年10月7日发(作者：庾香巧)
第４７卷增刊
２０１３年６月
原子能科学技术
Ｖｏ１．４７，Ｓｕｐｐ１．
Ａｔｏｍｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊｕｎ．２０１３
中国实验快堆中的２３８ Ｕ裂变反应率测量实验研究
陈效先，范振东，王 勇，赵金坤，陈晓亮，胡定胜，赵郁森
（中国原子能科学研究院中国实验快堆工程部，北京 １０２４１３）
摘要：由于 Ｕ裂变反应率在中国实验快堆（ＣＥＦＲ）中是一非常关键的指标参数，因此，在ＣＥＦＲ的首次
物理启动工作中对其进行了实验测量。在实验过程中，利用高贫化的ＵＯ。（ Ｕ一０．００２ ）直接进行
了 ｕ裂变反应率的绝对测量；利用国产贫铀片（。 Ｕ一０．３３５ ）、高浓铀片（ Ｕ一９０ ）组合方式间接进
行了。。 ｕ裂变反应率的测量。给出两种方法与理论值的对比和轴向及径向的相对分布。本实验为 ｕ
裂变反应率测量提出一新的选择方案，并验证了其可靠性。
关键词：中国实验快堆；裂变反应率；富集度
中图分类号：ＴＩ ３２６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—６９３１（２０１３）ＳＯ一０１２０—０３
ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１３．４７．ｓｏ．０１２０
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ 。Ｕ Ｆｉｓｓｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｒａｔｅ
Ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｆａｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｘｉａｎ，ＦＡＮ Ｚｈｅｎ—ｄｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇ，ＺＨＡＯ Ｊｉｎ—ｋｕｎ，
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｌｉａｎｇ。ＨＵ Ｄｉｎｇ—ｓｈｅｎｇ。ＺＨＡＯ Ｙｕ—ｓｈｅｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＡｔｏｍｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｐ．０．Ｂｏｘ ２７５—３４，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２４１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａ１ Ｆａｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ（ＣＥＦＲ）ｉＳ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆａｓｔ ｒｅａｃｔｏｒ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｉｔ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ ｏｎ ＣＥＦＲ ｔＯ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ 。。Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐｈｙｓｉｃｓ ｓｔａｒ—
ｔｕｐ ｔｅｓｔｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｌｕｔｅ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｂｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｏｏｒ ｕｒａｎｉｕｍ（ Ｕ一０．００２ ）ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｂｙ
ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｐｏｏｒ ｕｒａｎｉｕｍ（ Ｕ一０．３３５ ）ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｕｒａｎｉｕｍ（ Ｕ一
９０ ）．Ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｄｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ａ ｎｅｗ ｗａｙ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ
ｔｈｅ ∞Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｆａｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ；ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ；ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ
较为常用的 船Ｕ裂变反应率测量是利用涂
敷高纯度 髂Ｕ裂变电离室直接测量 ，但由于
中国实验快堆（ＣＥＦＲ）上没有实验孔道，所以
采用组件人堆辐照方式对ＣＥＦＲ上的裂变反
应率进行测量。因此，在 船Ｕ裂变反应率的测量
实验中采用箔片活化法 ，即将几种不同富集度
铀探测片放入功率稳定的反应堆内辐照一定时
问并冷却后，分别测量其裂变产物的特征７射
收稿日期：２０１２－１２－２８；修回日期：２０１３－０３—２６
基金项目：国家自然科学基金资助项目
作者简介：陈效先（１９８４），男，黑龙江鸡西人，助理研究员，硕士，从事核反应堆实验工作
增刊 陈效先等：中国实验快堆中的 ｕ裂变反应率测量实验研究 １２１
线，从而推出。 ｕ裂变反应率。本工作将对两种
不同方法测量 ｕ裂变反应率进行比较。
在某一稳定功率下照射数小时后快速停堆。拔
出专用燃料实验组件并转运至堆外，抽出位于
该组件中心的辐照装置（含探测器导管），去钠、
１实验方法
在快堆中 船Ｕ和 ｕ均发生裂变反应，其裂
变产物相同，因此，测量∞ Ｕ裂变反应率时需考
虑。 Ｕ富集度带来的影响 ］。实验组件分别在
一
清洗、解体，从辐照装置取出探测箔片并依次放
人标有序号的样品转运盘内。等待一定时间
后，逐个将箔片放在位于高纯锗７探头上方某
距离的样品托盘内，测量样品内诱发活性，获
反应堆内以下位置（图１）进行了船。Ｕ的裂变率
轴向分布实验与径向分布实验。轴向分布取在
２—２位置处，其中有１３个间隔不一的测量点；径
取感兴趣光电峰内计数。
２ 。Ｕ裂变率的测量
实验分别采取了高浓铀片和国产贫铀片组
合测量（即Ｃ系列）、进口贫铀球直接测量（即Ｅ
系列）两种不同方式，辐照位置和辐照时间均相
同，但Ｃ系列和Ｅ系列的辐照功率稍有不同。
Ｃ系列是将高浓铀片和贫铀片同时放入堆内，
向分布分别取在２－２、３－３、４－３、５—３、６—４、７－５、９－６、
１１－８等８个位置上。铀探测箔片分别采用高浓
铀片（ Ｕ一９０ ）和国产贫铀片（ Ｕ一０．３３５ ）
组合测量、（ Ｕ一０．００２ ）的进口贫铀球直接测
量两种测量方法对 Ｕ裂变反应率测量。
在某功率下辐照２ ｈ；出堆等待一定时间后分
，
ＮＮ量裂变产物 。Ｒｕ的４９７ ｋｅＶ丫射线，并对
。Ｒｕ活度Ａ的计算公式为：
反射层
测量中的衰减进行修正，金属铀探测箔片中
堆芯塑
文
探
测
片
一Ａ一
￡Ｋ（１一ｒ）（１一ｅ ２ｔｍ）
ｒ１、
一
功
监督片
式中：Ｃ为光电峰的净计数；Ｊ 为 。Ｒｕ的４９７ ｋｅＶ
射线的绝对强度（分支比）；ｅ为谱仪测量
４９７ ｋｅＶ丫射线的光电峰效率；Ｋ为样品中能
量为４９７ ｋｅＶ的 射线的自吸收修正系数；
图１堆芯位置分布
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｒｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｔ 为铀箔片活性的测量时间间隔，Ｓ；ｒ为测量
样品活性时系统的死时间； 为 。Ｒｕ的衰变
常量。
实验采用组件入堆方式，需将装载探测箔
片的专用燃料实验组件替换堆内的燃料组件，
裂变产物中的如。Ｒｕ主要由裂变产物 。Ｔｃ
衰变形成，衰变关系示于图２。
ｐ—
ｉＯ３ｙ ９２％￣Ｏ３Ｚｒ
／２ Ｏ．２３ Ｓ
ｐ—
￣Ｏ３Ｎｂ
Ｄ～
１ｏ Ｍｏ
ｐ—
￣ｏ３Ｔ￣
ｐ一 ［３－
，／（４９７ ｋｅＶ，９１．Ｏ％） １Ｏ３Ｒｕ
１ ３ Ｓ １．５ Ｓ ６７ ５ Ｓ ５４ ２ Ｓ ３９．２ ｄ
图２ 。Ｒｕ的衰变关系
Ｆｉｇ．２ Ｄｅｃａｙ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ 。。Ｒｕ
则金属铀探测箔片 。Ｒｕ的活度Ａ为：
Ａ＝ （ ５Ｎ５Ｙ５＋ ８Ｎ８Ｙ８）（１一ｅ ｓ）ｅ ｗ （２）
辐照时间，Ｓ；下角５和８对应。 Ｕ和。 Ｕ。
船 Ｕ单核裂变率Ｒｍ为：
Ｒｆ，８一曲８ （３）
式中： 为辐照通量； 为 Ｕ或 。。Ｕ微观裂变
截面；Ｎ为探测片中 Ｕ或。 Ｕ的核数目；
ｙ为∞ Ｕ或 船Ｕ裂变产生 。Ｒｕ的产额；￡ｗ为
等待时间（辐照结束到测量开始时间），Ｓ；ｔ。为
而Ｅ系列是将进口贫铀球放人堆内在一
定功率下辐照相同时间，则金属铀探测箔片裂
变产物 。Ｒｕ的活度Ａ为：
１２２
Ａ一雪（ ８Ｎ８Ｙ８）（１——ｅ一 Ｓ）ｅ一 ｗ （４）
原子能科学技术 第４７卷
贫铀球与贫铀片包裹的厚度不同，从而导致Ｅ
将式（１）代入式（４）得：
系列与Ｃ系列的探测片位置越靠后相差越大，
但分布曲线与理论值符合良好。
对于 弘ｕ裂变反应率绝对测量，由于ｃ系
（５）
西 一 丽
列和Ｅ系列功率不同，将其均归一到４０ 额定
功率并和理论值进行了对比（图４）。可知，在
３结果与分析
根据公式得出Ｃ系列和Ｅ系列的。鸽Ｕ裂
轴向中心位置差别最大，Ｅ系列与理论相对偏
差最大值为５．７ ，Ｃ系列与理论相对偏差最
大值为１９．９７ ；Ｃ系列与Ｅ系列相对偏差最
大值为１５．１ 。
变反应率的轴向相对分布与径向相对分布
（图３），并和理论值进行比较，可知，轴向由于
迥
靛
罂
姆
靛
Ⅱ
糌
粹
图３ Ｃ系列与Ｅ系列。 ｕ裂变率轴向及径向分布
Ｆｉｇ．３ Ａｘｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｄｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ 。。Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ Ｃ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ Ｅ ｓｅｒｉｅｓ
数目较多，未进行相同位置重复照射，能谱测量
一
般为３次，每次峰面积达１０ ０００即可，统计
Ｔ
糌
呈
误差还有待降低；２）实验的核心是相同位置下
辐照时间和中子通量不变，但实际上中子通量
出现较小波动，且在低功率辐照时，功率无法精
确测量；３）理论计算用的能谱与真实谱有一定
差异，尤其在堆芯中心位置处，从而导致Ｃ系
列堆芯中心处与理论差异较大。
图４ ４Ｏ 功率下ｃ系列、
Ｅ系列与理论。 Ｕ裂变反应率
参考文献：
Ｅ１］胡大璞，郑福裕．核反应堆物理实验方法［Ｍ］．
北京：原子能出版社，１９８８：３５—４５．
［２］ 钟文发，徐小琳．铀箔测量 ｕ裂变率的修正研究
Ｆｉｇ．４ Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ Ｃ ｓｅｒｉｅｓ，
ｒａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ Ｅ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｖａｌｕｅ ｏｎ ４０
４ 结论
实验结果表明，利用国产贫铀片与高浓铀
片组合测量 Ｕ裂变反应率是完全可行的，在
轴向分布和径向分布均可取得较好的结果，本
ＥＪ］．清华大学学报：自然科学版，１９９５，３５（３）：８４—８６．
ＺＨＯＮＧ Ｗｅｎｆａ，ＸＵ Ｘｉａｏｌｉｎ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ
ｏｆ 。 Ｕ ｆｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ｕｒａｎｉｕｍ ｆｏｉｌｓ
［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，３５（３）：８４—８６（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）．
实验为 。。Ｕ裂变反应率测量提出一新的选择方
案，并验证了其可靠性。
而在绝对测量中，推算到４０ 功率下轴向
中间位置相对偏差较大，但亦在２Ｏ 内。本实
验的误差主要来自３个方面：１）本实验探测片
Ｆ－３］罗璋琳，史永谦，潘泽飞．实验反应堆物理［Ｍ］．
北京：原子能出版社，２０１１：６０—６５．
［４３胡定胜． Ｕ和 ”Ｕ裂变率分布测量应考虑的
因素［Ｍ］／／中国实验快堆年报．北京：原子能出
版社，２００５：１００—１０５．