反冲,PKA光谱和材料的模拟输入

3d_recoils

Al27(N,A)反冲矩阵。两个重Na24残留(灰色)的反冲矩阵和光α粒子(蓝色)被示出。对于给定的入射中子能量(绘制为能量组的中点)反冲截面VS反冲能量曲线作图。请注意,只有可能入射能量的子集被示出。

反冲或PKA概率矩阵本身被计算并通过核数据处理代码NJOY通过其分组例程从原始,逐点核库处理,以及用于核数据文件的附加库,通过所使用的芯ENDF库补充FISPACT-II每个反应通道,主的反冲矩阵(重)残余的和与二次发射光粒子,例如α粒子和质子,进行计算。在右图中,作为横截面与反冲能量为一系列入射能量的,反冲矩阵为重Na24残余和轻4He的从第(n,α)上AL27信道产生的α粒子。因为在给定入射中子能量分布几乎没有或没有重叠这里使用的3D表示是特别有用的,比较这两个相关的反冲矩阵。反应通道本身是阈状和截面为高于5兆电子伏,这是因而也是如此矩阵仅显著。
PKA光谱所有粒子
PKA_Al_demoFW

在PKA分布为天然的Al = Al27 sumnmed作为反冲元件的功能。

每个目标将有许多可能的反应,产生不同的残差和轻粒子的范围内的质量差异,Q值和能量谱。图左示出了预测的第一壁一个示范的(FW)装甲当这些(N,α)通道以及所有其他可能的反应通道上27Al组合获得,由 spectra-pka,具有典型的中子辐射光谱的结果(DEMO )融合电厂(详情见文件的手册部分)。而不是显示从27Al一切可能的渠道,这是仍然可以作为输出每一个产品的后坐力分布,图中我们展示了元素的款项。从图中,我们看到的Al PKAs支配多数PKA能量范围的,反映了一个事实,即简单弹性和非弹性散射截面,其中反冲是相同的目标,具有非常高的横截面相比于非弹性反应通道,特别是在低中子能量。仅在高能量,在千电子伏范围的100秒以上,做其他重粒子的反冲,在这种情况下,镁和钠,相比于铝反冲相同能量的成为显著。注意,镁和钠具有较低原子数Z比Al和它显然,在时间t = 0,任何嬗变已经发生之前,不存在,将产生的残差比母体较高的Z反应通道的情况。只有在X射线照射在以后的时间,一旦某些高原子序数元素已经被嬗变和衰变产生,会有看到了更高的Z值为的PKAs相比原来所属的原子的可能性。 该图还示出了用于氦和氢的光二次发射的气体颗粒,其被标记为在图中作为质子(p)和α粒子的PKA分布来反映这样一个事实,这些氢和氦的同位素将是压倒性主导次级产品((N,D)和(N,T)涉及较重的氢同位素是罕见的,反应产生的,他其他同位素更是如此)。作为其低质量的结果相比,在目标和重残余,这些气体粒子取多数反应的运动能量,所以有更高的PKA的能量。因此,对于该第一壁融合照射光谱,其主导14兆电子伏的中子峰,气体粒子可以与能量发射几乎达此14兆电子伏的水平。这样的高能粒子可能对材料辐射损伤显著的影响,即使在考虑了他们的低质量。