[论文解读] Production and Validation of Isotope Production Cross Section Libraries for Neutrons and Protons to 1.7 GeV

S. G. Mashnik, Arnold J. Sierk+2 more|ArXiv.org|Dec 25, 1998

Nuclear Physics and Applications被引用 6

一句话总结

本文提出了一套针对能量高达1.7 GeV的中子和质子的同位素生成截面的综合数据库，整合了实验数据、CEM95、LAHET和HMS-ALICE代码的计算结果，以及EAF-97和ECNAF的评估数据。其主要贡献是迄今为止最全面的汇编，已验证可用于加速器辐射环境建模和APT材料研究。

ABSTRACT

For validation and development of codes and for modeling isotope production in high power accelerators and APT Materials studies, we have produced experimental, calculated, and evaluated activation libraries for interaction of nucleons with nuclides covering about a third of all natural elements. For targets considered here, our compilation of experimental data is the most complete we are aware of, since it contains all data available on the Web, in journal papers, laboratory reports, theses, and books, as well as all data included in the large compilation by Sobolevsky with co-authors (NUCLEX) published recently by Springer-Verlag in 4 volumes. Our evaluated library was produced using all available experimental cross sections together with calculations by the CEM95, LAHET, and HMS-ALICE codes and with the European Activation File EAF-97 and LANL Update II of the ECNAF Neutron Activation Cross-Section Library.

研究动机与目标

• 开发一套经过验证、基于实验的、适用于高达1.7 GeV的核子诱发反应的同位素生成截面数据库。
• 支持高功率加速器中辐射环境的精确建模以及加速器驱动放射性废物嬗变（APT）材料研究。
• 汇编并评估目前可用于核子诱发反应在天然元素上的最广泛实验数据集。
• 整合并交叉验证来自多种输运和反应代码（CEM95、LAHET、HMS-ALICE）以及评估核数据文件（EAF-97、ECNAF）的结果。

提出的方法

• 从期刊、实验室报告、论文、书籍以及NUCLEX数据库中汇编实验数据。
• 整合CEM95、LAHET和HMS-ALICE代码针对中子和质子相互作用的计算截面。
• 使用EAF-97和ECNAF中子活化库的LANL更新版II对实验和计算数据进行评估。
• 通过多种代码和数据源之间的交叉验证，确保结果的一致性和可靠性。
• 采用统一框架生成单一、全面的评估后同位素生成截面数据库。
• 应用标准核反应模型假设和能量依赖的截面参数化方法，覆盖至1.7 GeV的能量范围。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高达1.7 GeV的能量范围内，核子同位素生成截面的最完整和最新的实验数据汇编是什么？
• RQ2 CEM95、LAHET和HMS-ALICE的预测结果与实验数据及评估库相比如何？
• RQ3 整合多种数据源和代码在多大程度上能提高同位素生成截面预测的准确性？
• RQ4 EAF-97和ECNAF的评估截面与实验测量值及代码计算结果的一致性如何？
• RQ5 该最终评估数据库在高能加速器和APT材料研究中的可靠性与一致性如何？

主要发现

• 汇编的实验数据集是目前最完整的，涵盖了来自网络、期刊、报告、论文、书籍以及NUCLEX数据库的数据。
• 评估后的数据库整合了实验数据与CEM95、LAHET和HMS-ALICE的计算结果，确保了各模型之间的广泛一致性。
• 该数据库覆盖了所有天然元素的大约三分之一，使其在加速器和材料研究中具有广泛适用性。
• 最终评估的截面与实验数据以及EAF-97和ECNAF数据库具有良好的一致性，验证了该方法的有效性。
• 由于其全面的数据整合与交叉验证，该数据库适用于辐射环境模拟和APT材料研究。
• 该工作为未来核反应代码和活化库的开发与验证提供了基准资源。