Recule entrées de simulation des spectres et des matériaux PKA

3d_recoils

AL27 (n, a) les matrices de recul. Tant la matrice de recul de la lourde NA24 résiduelle (gris) et la particule de lumière alpha (bleu) sont présentés. Pour une énergie de neutron incident donné (reporté comme le point médian du groupe d’énergie), la section transversale de recul par rapport la courbe de l’énergie de recul est tracée. Notez que seul un sous-ensemble des énergies d’incidents possibles sont représentés.

Les recul ou PKA matrices de probabilités elles-mêmes sont calculées et traitées à partir des, bibliothèques nucléaires de point sage premières par le code de traitement des données nucléaires NJOY par sa routine de regroupement, et pour une bibliothèque supplémentaire de fichiers de données nucléaires, complémentaires aux bibliothèques ENDF de base utilisées par FISPACT-II. Pour chaque canal de réaction, à la fois les matrices de recul du primaire (lourds) et de particules résiduelles et de la lumière émise de façon secondaire, tels que les particules alpha et des protons, sont calculées. La figure de droite montre, en coupe transversale par rapport à l’énergie de recul pour une gamme d’énergies incidentes, les matrices de recul pour le 4He α-particules résiduelles et de la lumière NA24 lourde produite à partir du (n, α) canal sur AL27. La représentation 3D utilisée ici est particulièrement utile pour comparer ces deux matrices de recul connexes parce qu’il ya peu ou pas de chevauchement dans les distributions à une énergie incidente de neutrons donnée. Le canal de réaction lui-même est seuil-like et la section transversale est seulement significative au-dessus de 5 MeV, qui est donc aussi vrai pour les matrices.
Spectres PKA pour toutes les particules
PKA_Al_demoFW

Les distributions pour PKA naturel Al = AL27 sumnmed en fonction de l’élément de recul.

Chaque cible aura beaucoup de réactions possibles, la production de différents résidus et les particules légères avec une gamme de différences de masse, les valeurs de Q et les spectres d’énergie. La figure à gauche montre les résultats obtenus lorsque ces (n,α) canaux et tous les autres canaux de réaction possibles sur 27Al sont combinées, par spectra-pka, avec un spectre d’irradiation neutronique typique prédits pour la première paroi (FW) armure d’une démonstration (DEMO) centrale de fusion de la (voir la section du manuel de la documentation pour plus de détails). Plutôt que de montrer la distribution de recul pour chaque produit de tous les canaux possibles sur 27Al, qui sont néanmoins disponibles en sortie, dans la figure, nous détaillons les sommes élémentaires. D’après la figure, on voit que les pKa d’Al dominer la majeure partie de la gamme d’énergie de la PKA, ce qui reflète le fait que la section efficace de diffusion élastique et inélastique simple, où le recul est identique à celle de la cible, présentent des sections transversales très élevées par rapport à la les canaux de réaction non élastiques, en particulier aux faibles énergies de neutrons. Seulement aux hautes énergies, dans les 100s de gamme keV et surtout, faire reculer d’autres particules lourdes, dans ce cas, de magnésium et de sodium, devenir significative par rapport à l’Al recule de la même énergie. Notez que Mg et Na ont moins de numéro atomique Z que Al, et il évidemment le cas que, à l’instant t = 0, avant toute transmutation a eu lieu, il n’y a pas de canaux de réaction qui produiraient des résidus avec un Z plus élevé que le parent. Seulement parfois plus tard au cours de l’exposition au rayonnement, une fois certains éléments supérieurs de numéro atomique ont été produits par la transmutation et la pourriture, y aurait-il une possibilité de voir des pKa plus élevé nombre de Z par rapport aux atomes de parents d’origine. La figure montre également les distributions PKA pour les secondaires des particules de lumière émis de gaz d’hélium et de l’hydrogène, qui sont marqués dans le complot que des protons (p) et particules alpha pour refléter le fait que ces isotopes d’hydrogène et d’hélium sera la grande majorité dominante secondaire produits ((n,d) et (n,t) impliquant les plus lourds isotopes H sont rares, et les réactions produisant d’autres isotopes de He plus encore). En raison de leur faible masse par rapport à la cible et résiduelle lourde, ces particules de gaz prendre la majorité de l’énergie cinématique de la réaction et ont donc beaucoup plus élevées énergies PKA. Ainsi, pour ce premier spectre de rayonnement de la fusion de la paroi, avec son pic dominant de neutrons de 14 MeV, les particules de gaz peuvent être émis avec des énergies presque à ce niveau 14 MeV. Ces particules de haute énergie peuvent avoir des implications importantes pour les dégâts d’irradiation dans les matériaux, même en tenant compte de leur faible masse.