核反应模型程序EMPIRE的开发及n+～（58，60，61，62，64）Ni的模型计算

论文摘要

目前，国际上在核数据评价工作中广泛运用的核反应模型程序有ALICE、GNASH、TNG、TALYS、EMPIRE等。作为拥有目前国际上主要的四大评价核数据库之一的中国核评价数据库（CENDL）的中国核数据中心，持续不断地引进借鉴国际上这些先进成熟的模型程序、进一步完善我国核反应模型程序系统和丰富我国核数据的评价手段是非常有益和必要的。本工作的内容是引进开发EMPIRE程序，并运用此程序完成n+58，60，61，62，64Ni反应的理论模型计算工作，从而熟悉和初步掌握该程序系统的模型框架和特点，为进一步完善我国核反应模型程序系统和丰富我国核数据的评价手段积累经验。EMPIRE程序最早是由Mike．Herman等人于1982年开始编制的，至今已经历了很多版本，并已在美国ENDF库中广泛使用。它基于很多成熟的核模型理论，如光学模型，耦合道光学模型和扭曲波玻恩近似，多步直接、多步复合和激子模型以及考虑角动量和宇称守恒的Hauser-Feshbach等模型理论，并能提供很宽的入射粒子能量（0-200MeV）及多种入射粒子的模型计算。程序本身与核反应输入参数库RIPL和EXFOR实验数据库直接接口，并将ECIS程序做为子程序调用。此外，程序的用户界面非常友好，运行速度很快，绘图功能强大，可以直接绘制截面、角分布、双微分截面和能谱的数据，并以ENDF格式输出所有结果，为用户进行核数据的核反应理论计算提供了方便。在掌握了EMPIRE程序的基本框架的基础上，本工作完成了EMPIRE程序系统在中国核数据中心Linux环境下的安装和调试。在进行n+58，60，61，62，64Ni的计算过程中充分利用了Ni及其同位素的中子反应总截面、弹性散射截面、弹性散射角分布的实验数据，从核模型输入参数库RIPL-2中选择合适的光学势和相关参数，然后应用光学模型，耦合道方法、基于统一的Hauser-Feshbach理论及量子多步（TUL&NVWY）等理论，系统地计算和分析了入射中子能量≤20MeV时，n+58，60，61，62，64Ni各反应道的截面、弹性散射角分布、分立能级截面及其非弹性散射角分布、次级中子双微分截面和能谱等微观数据。本工作的理论计算结果除了与实验测量数据进行比较外，同时也与ENDF-BⅦ、JENDL-3.3、JEFF-3.1和CENDL-3.0中的相关数据进行了比较。从结果上看，运用光学模型、Hauser- Feshbach理论及量子多步（TUL &NVWY）理论合理地再现了n+58，60，61，62，64Ni核反应过程，计算结果与实验测量数据符合较好，特别是在次级中子双微分截面方面较其它的评价库有所改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第二章 核反应理论基础知识
• §2.1 核反应描述
• §2.2 原子核散射形式理论—S矩阵理论与各平均截面之间的关系
• §2.3 光学模型及主要核反应机制的理论模型
• 第三章 EMPIRE程序的开发
• §3.1 EMPIRE程序简介
• §3.2 EMPIRE程序的核反应理论模型
• 3.2.1 反应截面
• 3.2.2 耦合道程序ECIS描述直接反应
• 3.2.3 预平衡反应过程
• 3.2.4 复合核反应过程
• §3.3 EMPIRE程序系统的安装
• §3.4 EMPIRE程序的运行和结果
• 3.4.1 运行方式
• 3.4.2 EMPIRE程序的图形化界面
• 3.4.3 EMPIRE程序的计算
• §3.5 EMPIRE程序的绘图功能
• §3.6 EMPIRE程序计算中子入射时考虑的反应道
• §3.7 在使用EMPIRE程序计算的过程中需要注意的问题
• 58,60,61,62,64Ni反应的理论计算'>第四章 EMPIRE程序对n+^{58,60,61,62,64}Ni反应的理论计算
• 58,60,61,62,64Ni的数据情况'>§4.1 n+^{58,60,61,62,64}Ni的数据情况
• 4.1.1 评价数据情况
• 4.1.2 实验数据情况
• §4.2 本工作理论模型选择过程简介
• 4.2.1 光学势的选择与描述
• 4.2.2 直接反应过程的模型选择—分立能级的选取及振动形变参数的调节
• 4.2.3 预平衡过程模型选择
• 4.2.4 复合核过程的各种能级密度公式的比较
• 58Ni理论计算结果与分析'>§4.3 全套n+⁵⁸Ni理论计算结果与分析
• 4.3.1 各反应截面及角分布
• 4.3.1.1 全截面与实验数据及其他评价库的比较
• 4.3.1.2 弹性散射截面
• 4.3.1.3 弹性散射角分布
• 4.3.1.4 去弹性散射截面
• 4.3.1.5 （n,γ）反应截面
• 4.3.1.6 分立能级非弹性散射截面及第一激发态非弹性散射角分布
• 4.3.1.7 非弹性散射截面
• 4.3.1.8 （n,p）反应截面
• 4.3.1.9 （n,α）反应截面
• 4.3.1.10 （n,np）和（n,2n）反应截面
• 4.3.2 能谱和次级中子双微分截面
• 60,61,62,64Ni理论计算结果与分析'>§4.4 n+^60,61,62,64Ni理论计算结果与分析
• 60Ni'>4.4.1 n+⁶⁰Ni
• 61Ni'>4.4.2 n+⁶¹Ni
• 62Ni'>4.4.3 n+⁶²Ni
• 64Ni'>4.4.4 n+⁶⁴Ni
• §4.5 本工作理论计算结果小结
• 第五章 总结
• 致谢
• 58Ni反应的EMPIRE程序的输入文件（ni58.inp）'>附录A 计算n+⁵⁸Ni反应的EMPIRE程序的输入文件（ni58.inp）
• 58Ni反应EMPIRE的主要输出文件列表'>附录B n+⁵⁸Ni反应EMPIRE的主要输出文件列表
• 附录C 本工作及ENDF/B-Ⅶ、JENDL-3.3、CENDL-3.0评价库的次级中子双微分截面结果与实验数据的比对结果
• 1.本工作计算结果与实验测量数据的比较
• 2.ENDF/B-Ⅶ评价数据与实验测量数据的比较
• 3.JENDL-3.3评价数据与实验测量数据的比较
• 4.CENDL-3.0评价数据与实验测量数据的比较
• 参考文献