核石墨中子俘获截面的测定(deterrnination of neutron capture cross section for nuclear graphite)

测定核石墨的中子俘获截面。测定中子俘获截面的方法有化学法、有害因数法、脉冲中子源法、恒定中子源法和相对测量法等。

其中前两种方法必须预先测定核石墨各种杂质的含量，再计算俘获截面，属估算法。后两种方法能测出比较准确的俘获截面，但工作量大，也满足不了核石墨生产检测的需要。用脉冲中子源法和恒定中子源法共同测定一批或数批石墨，作为标准石墨，用相对比较法测定，简便快速，可以满足大生产检测之需。

化学分析法    用化学分析法测定出核石墨中诸杂质元素的浓度，再根据各元素中子俘获截面的数值(见表)，按下式计算核石墨中子俘获截面。

式中σ_a为核石墨中子俘获截面，b；Z_ip为第i种杂质的浓度，×10^-6；σ_i为第i种杂质一个原子的俘获截面，b；A_i为杂质元素的原子量；0.0032为纯石墨的俘获截面，b。

有害因数法    在原子能反应堆中测出各种物质的有害因数(见附表)，再把核石墨中各杂质元素含量测定出来，按下式计算俘获截面。

式中σ_c为碳的热中子俘获截面，b；C_i为某种杂质的浓度，×10^-6；f_i为某种杂质的有害因数，%。

相对比较法    此法基本原理是必须用脉冲中子源法和恒定中子源法联合测定一批或数批核石墨的俘获截面为前提，以这些石墨为“标准”，把待测石墨放入“标准”石墨中间，进行相对比较，求出待测石墨的俘获截面。

测定方法采用镭-铍中子源，其半衰期为1640年，可视为恒定中子源，其强度为0.5Ci。为提高探测效率，采用直径为4cm，有效长度为100cm的BF3计数管。两个计数管并联到前置放大器上，相对测量棱柱状石墨(见图)。

由下面公式算出待测石墨的俘获截面。

式中σ_a为“标准”石墨微观俘获截面，b；ρ为“标准”石墨的密度，g/cm³；N为“标准”石墨与待测石墨计数率之比；σ′_a为待测石墨微观俘获截面，b；ρ′为待测石墨的密度，g/cm³；N′为待测石墨与待测石墨计数率之比；h为待测石墨的宽度，m；r11及L为基波衰减常数及中子扩散长度。

本法可连续测定。由于俘获截面和绝对温度有如下关系：

为使测定在稳定条件下进行，测定时要严格控温。