钍-232能谱平均中子诱发裂变中裂变产物产额的测量及其核结构效应研究

本文通过离线γ射线能谱技术，首次测定了4.93和8.31 MeV能谱平均中子诱发232Th裂变中77-151质量区间裂变产物的累积产额，结合电荷分布校正获得质量链产额。研究发现232Th(n,f)与232Th(γ,f)反应均呈现三峰不对称分布，A=133-145区产额显著偏高（核结构效应），对称裂变产额随激发能升高而增加导致峰谷比(P/V)下降。该研究为ADS（加速器驱动次临界系统）和AHWR（先进重水堆）的衰变热计算提供关键数据。

　　

Highlight

本研究首次通过⁷Li(p,n)反应产生的4.93和8.31 MeV能谱平均中子，利用离线γ射线能谱技术测定²³²Th裂变产物的"指纹图谱"。发现核结构效应使A=133-134、138-140和143-144区产额显著高于其他区域，如同在裂变碎片质量分布图上"点亮"了三盏明灯。

Discussion

当我们将²³²Th(n,f)反应数据与光核裂变(γ,f)数据对比时，一个"令人惊讶"的现象浮现：尽管两者激发能相近，但平均轻碎片质量(<>_L>)、重碎片质量(<>_H>)和平均中子数(<ν>)仍存在微妙差异。这就像双胞胎虽然基因相同，却因环境差异展现出不同特质。

Conclusions

(i) 首次获得4.93和8.31 MeV中子诱发²³²Th裂变的完整产额数据，揭示三峰分布特征与光核裂变高度相似

(ii) A=133-145区产额的"异常高峰"证实了壳层效应在裂变过程中的主导作用，如同在核素地图上标出了"富矿区"

(iii) 激发能升高时，对称裂变产物像春天竹笋般快速增加，导致P/V比持续下降