《Applied Radiation and Isotopes》：Experimental relative axial neutron-field mapping in the Argonauta Research Reactor using dysprosium activation and gamma-ray spectrometry
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•校准的镝-铝活化提供了6号燃料元件的相对轴向基准。•最大比活度出现在燃料元件顶部下方34厘米处。•扩散理论与MCNPX计算的对比定量地支持了所测量的轴向分布特征。引言核反应堆中中子的行为通常由中子输运理论来描述，该理论考虑了空间、角度、能量和时间依赖性。尽管输运模型能够提供
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校准的镝-铝活化提供了6号燃料元件的相对轴向基准。
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最大比活度出现在燃料元件顶部下方34厘米处。
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扩散理论与MCNPX计算的对比定量地支持了所测量的轴向分布特征。
引言
核反应堆中中子的行为通常由中子输运理论来描述，该理论考虑了空间、角度、能量和时间依赖性。尽管输运模型能够提供反应堆在不同堆芯构型下行为的有价值预测，但模型中所涉及的近似以及核数据的不确定性要求通过实验验证来确保其可靠性（Bitelli，1988）。
反应堆堆芯内的中子通量本质上是非均匀的，这是中子慢化、增殖、吸收和泄漏过程所致。这些现象取决于堆芯材料（包括燃料、慢化剂和反射层）的组成和几何形状。因此，中子通量分布通常在堆芯中心区域具有较高值，并向边界方向逐渐降低（Duderstadt和Hamilton，1976）。
从扩散理论的角度来看，中子通量梯度驱动中子从高通量密度区域向低通量密度区域迁移（Lamarsh和Baratta，2001）。这一行为突显了在反应堆物理应用中准确表征空间通量分布的重要性，包括堆芯特征化、辐照规划和运行安全评估（Bowen和Busch，2023）。
本研究的目标是实验测定Argonauta研究堆6号燃料元件的相对轴向中子场响应，采用镝活化技术和伽马射线能谱学方法。在2号和3号燃料板之间同时辐照了13根镝-铝丝，并利用其辐照结束时的比活度构建轴向分布。本研究的科学新颖性在于基于经过不确定度评估的比活度，为该燃料元件提供了一个经过校准的实验相对轴向基准，并与经过修正的一维扩散参考以及已发表的MCNPX热中子通量分布进行了定量比较。这种实验与对比相结合的方法为在研究辐照构型下评估轴向中子场分布提供了可重复的基础。本研究并未声称绝对热中子通量，因为未包含镉覆盖监测器，且无法在实验上将热中子和超热中子的贡献分离。
章节摘要
材料与方法
本研究结合中子活化和伽马射线能谱学来确定研究堆中的相对轴向中子场响应。以下各小节分别描述了反应堆和燃料元件构型、镝-铝监测器及辐照程序、以及伽马射线能谱测量和活度计算。
结果与讨论
在所有辐照后的镝-铝监测器的谱图中，165Dy的94.7千电子伏特全能峰均被清晰识别。在轴向位置厘米处的8号监测器所获得的代表性谱图见图9。
用于确定镝-铝监测器活度的全能量峰效率校准曲线见图10。
每个镝-铝监测器的活度和比活度（均以辐照结束时刻为参考）列于表2。随后对轴向响应进行了归一化。
结论
本研究证明了使用镝-铝活化丝来表征Argonauta研究堆6号燃料元件相对轴向中子场响应的可行性。在2号板和3号板之间同时辐照的13个监测器在340瓦功率下运行30分钟，产生的比活度范围为至。最大响应出现在厘米处，归一化分布呈现出宽阔的中心最大值，并向燃料元件两端逐渐降低。
生成式AI及AI辅助技术在稿件撰写过程中的声明
在本文撰写过程中，作者使用ChatGPT（OpenAI）协助进行语言编辑、文本组织和稿件修订。使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对发表文章的内容承担全部责任。
CRediT作者贡献声明
Ant?nio Pedro Junior：撰写——审阅与编辑、资源获取。Roos Sophia de Freitas Dam：撰写——审阅与编辑。André Luís Nunes Barbosa：撰写——审阅与编辑、资源获取。ROGERIO CHAFFIN NUNES：撰写——初稿、可视化、验证、项目管理、方法论、调查研究、形式化分析、数据整理、概念化、监督、撰写——审阅与编辑。William Luna Salgado：撰写——审阅与编辑。Maria de Lourdes Moreira：撰写——审阅与编
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本文所报告的工作。
致谢
作者感谢核工程研究所（IEN/CNEN）提供的技术支持和实验室基础设施，以及Argonauta反应堆运行团队在辐照期间提供的操作协助。
Rogerio Chaffin Nunes|Gláucia de Oliveira Barreto|Maria de Lourdes Moreira|Paulo Alberto Lima da Cruz|Estela Maria de Oliveira|Cesar Marques Salgado|Luciana Carvalheira|Ant?nio Pedro Junior|André Luís Nunes Barbosa|Roos Sophia de Freitas Dam|William Luna Salgado
