核數(shù)據(jù)——核金字塔的基石
核數(shù)據(jù)是在微觀層面對(duì)原子核與核反應(yīng)進(jìn)行表征的數(shù)據(jù)，不像萬(wàn)里長(zhǎng)城的宏偉、桂林山水的綺麗，只是一大堆平平無(wú)奇的數(shù)字陣列。然而，人類一切與原子核和原子核反應(yīng)相關(guān)的活動(dòng)都離不開(kāi)核數(shù)據(jù)。毫不夸張地說(shuō)，核數(shù)據(jù)是核相關(guān)研究的基石，其完備性和精確度直接決定了核金字塔的牢固度。在核能科研中，最重要的核數(shù)據(jù)是中子核數(shù)據(jù)，也是世界相關(guān)核科技實(shí)驗(yàn)室的研究重點(diǎn)。
當(dāng)代中子核數(shù)據(jù)——全面精確
近年來(lái)，國(guó)際中子核數(shù)據(jù)研究開(kāi)始向廣度和深度兩個(gè)層面擴(kuò)展，包括美國(guó)LANSCE建設(shè)的多臺(tái)核數(shù)據(jù)測(cè)量譜儀、歐洲核子中心CERN建設(shè)的高精度中子數(shù)據(jù)測(cè)量裝置n-TOF等。在各類中子源實(shí)驗(yàn)裝置的支持下，國(guó)際核數(shù)據(jù)研究持續(xù)發(fā)展：新型測(cè)量裝置與方法不斷涌現(xiàn);中子源能區(qū)更廣、強(qiáng)度更高;關(guān)鍵核數(shù)據(jù)測(cè)量精度不斷提高。長(zhǎng)期以來(lái)，二所相關(guān)團(tuán)隊(duì)在各種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方面開(kāi)展了大量工作，解決了多方面對(duì)核數(shù)據(jù)的需求，但是我國(guó)仍需持續(xù)掌握自主的有關(guān)測(cè)量裝置和關(guān)鍵核數(shù)據(jù)。
我們的中子核數(shù)據(jù)——填補(bǔ)空白實(shí)現(xiàn)并跑
隨著中國(guó)散裂中子源(CSNS)上反角白光中子源(Back-n)于2018年3月建成，中國(guó)首次擁有了寬連續(xù)能譜(0.5eV-200MeV)的脈沖式中子源，Back-n合作組將裂變截面測(cè)量列為了中子核數(shù)據(jù)首批實(shí)驗(yàn)之一。以此為契機(jī)，在國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題和國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目支持下，劉榮研究員帶領(lǐng)課題組對(duì)寬能譜下的裂變截面測(cè)量技術(shù)開(kāi)展了攻關(guān)。經(jīng)過(guò)五年的艱苦奮斗，突破了快響應(yīng)時(shí)間多層裂變室技術(shù)、白光中子誘發(fā)裂變截面高精度測(cè)量技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，形成一套新建的裂變截面測(cè)量譜儀(FIXM)。
國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了白光中子誘發(fā)236,238U 核素相對(duì)235U 裂變截面測(cè)量。獲得了1-20MeV中子能區(qū)238U/235U裂變截面比和0.4-40 MeV能區(qū)236U/235U 裂變截面比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，給出了與主要評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和以往實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析結(jié)果。至此，具有重要應(yīng)用價(jià)值的中子核反應(yīng)——中子誘發(fā)裂變截面的高精度連續(xù)寬能區(qū)測(cè)量技術(shù)被完全掌握，相關(guān)的譜儀研究成果發(fā)表在NIM A(940，(2019) 486–491)期刊上，而相關(guān)截面測(cè)量成果作為“具有創(chuàng)新性的研究成果”發(fā)表在Annals of Nuclear Energy(140 (2020) 107301)和PHYSICAL REVIEW C(102, (2020)034604)期刊上，成為我所少數(shù)攀登上PR系列物理學(xué)界期刊高峰的成果之一。新的測(cè)量結(jié)果獲得國(guó)際認(rèn)可，收錄于IAEA核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)(EXFOR)。其中，作為標(biāo)準(zhǔn)的238U/235U裂變截面比測(cè)量數(shù)據(jù)在有關(guān)的核數(shù)據(jù)會(huì)議上被國(guó)內(nèi)外同行多次引用，IAEA中子標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)技術(shù)會(huì)議推薦其用于評(píng)價(jià)。
多層快裂變室譜儀安裝在Back-n白光源 76m飛行終端上
高純度高均勻性裂變核素樣品及小立體角法精確定量譜
235U連續(xù)能點(diǎn)峰位與國(guó)際截面庫(kù)間校對(duì)，國(guó)內(nèi)首次實(shí)測(cè)到截面變化的精細(xì)共振結(jié)構(gòu)
高至40MeV連續(xù)能區(qū)的236U裂變截面測(cè)量與理論、評(píng)價(jià)和以往實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
結(jié)語(yǔ)
基礎(chǔ)研究一直要耐得住寂寞、坐得住冷板凳，如蘇軾所言“惟江上之清風(fēng)，與山間之明月。是造物者之無(wú)盡藏也，而吾與子之所共適”。基礎(chǔ)研究者猶如攝造物者之無(wú)盡清風(fēng)明月，與天下人所共適。中子核數(shù)據(jù)基礎(chǔ)研究能夠有薄田兩畝，精耕細(xì)作，終于收得麥粟三斗，初心未改，實(shí)乃幸事。
