中子—核作用截面的实验测量
中子—核作用截面的实验测量
一、核数据库
1.1核数据库介绍
核数据是不可缺少的重要科学数据，在基础科研、国防建设、国民经济的很多方面发挥着越来越重要的作用。目前国际上许多核国家都十分重视核数据的测量和评价工作。经过几十年的艰苦努力，相继建立起并不断完善的核数据库。
核数据库可以分为两大类，一类是核与其他核或射线发生相互作用的数据，称作核反应数据；第二类是单个核的性质的数据，称作核结构和放射性衰变数据。对于中子核数据是核反应数据的一部分，此外光核反应数据、带电粒子反应数据都是核反应数据。
1.2核数据库应用领域
早期核数据的运用主要在核反应装置的应用方面。随着科技的发展，对核数据运用领域也在不断扩大，于此同时对核数据的全面以及精度要求越来越高。目前其运用的领域主要有：
（1）裂变、聚变反应堆设计；
（2）加速器设计；
（3）辐射防护设计；
（4）核医学；
（5）地质探测；
（6）环境监测；
（7）核天体研究等等。
对于反应堆设计而言，可以通过中子评价核数据来对设计的反应堆的某些参数进行模拟计算，如有效增值系数、相对功率分布等量，通过最终的模拟计算结果来衡量设计的合适与否，在此基础上进行一定的优化，最终实现各方面综合最优化。
1.3核数据获取方法
核数据获取方法主要有两种：实验测量法和理论计算法。实验法是目前核数据的主要来源，通过实验测量具有一定的客观性，但是实验测量方法存在各种问题：(1)核数据数据量大，实验工作量大；（2）实验费用过高；（3）有许多实验要求苛刻无法完成。因为实验方法存在一定的问题，所以主要的数据由实验来完成，次要的由理论计算完成。现如今计算机的发展已经可以满足一些模拟计算的需求，通过计算机可以省时、经济的完成一些数据的获取。
两种方法之间，实验为主，理论计算为辅。实验方法离不开理论计算，理论计算可以填补一些目前实验存在的空白，还可以指导实验数据的选取和评价。对模拟计算方法而言，其输入的数据必须是已经成熟的核数据，而这些数据来源于实验的测量，所以两者缺一不可。
1.4评价核数据库
1.4.1评价数据库介绍
实验测量与模拟计算都需要借助于已有的核数据，而这些已有的数据之间存在着一定的差别，如何更好的集中统一以及正确利用这些数据，则形成了评价核数据库。
核数据库就是由核物理专家通过大量的编纂（收集、整理、鉴定、理论处理等）和评价（分析、比较、鉴定和理论处理等）工作，甚至还需要通过一系列的积分实验与理论计算得到的结果进行比较来检验这些数据的可靠性、自洽性与精确性，最后得到全套的数据存入库中以方便用户使用。
1.4.2国际几大核数据中心
自上世纪60年代以来，国际上先处理的4个核数据中心，并建立和发展了各自的评价评价数据库，这四个分别是：国际原子能机构的核数据科（IAEA-NDS）、美国国家核数据中心（NNDC）、欧共体核能数据中心（OECD）、俄罗斯核数据中心（CJD）。继而，日、德、中国等国相继建立了自己的评价数据库。
表1.1 国际主要评价中子数据库
核数据中心中子评价数据库最新更新时间
IAEA-NDS FENDL/E-2.0 2014
中国CNDC CENDL-3.1 2009
欧洲OECD JEFF-3.2 2014
美国NNDC ENDF/B-VII.1 2013
日本JANDC JENDL-4.0 2012
俄罗斯CJD BROND-2.2 2010
1.5核数据的获取
核数据的获取一般主要有以下几种：第一，查有关的核数据手册，通常各大评价数据库都会出版评价数据册，方便用户查询；第二，查询相关的期刊，国际上一些著名的期刊或者国际会议文集会收录最新的核数据；第三，借助互联网进行检索，大部分评价数据库都有自己专门的网站，在这些网站不仅可以检索到自身的数据库，还能获取其他核数据库的数据。主要的评价数据库所对应的网址分别如表1.2。
表1.2 主要评价核数据库对应的网址
核数据中心网址
IAEA-NDS https://https://www.wendangku.net/doc/015294690.html,/
美国NNDC https://www.wendangku.net/doc/015294690.html,/
欧洲OECD https://https://www.wendangku.net/doc/015294690.html,/
俄罗斯CJD http://www.ippe.obninsk.ru/
二、中子—核作用截面的实验方法
2.1透射法
透射法就是通过直接测量入射粒子经过一定厚度的靶后的透射粒子的数目来计算中子与核作用的反应截面。
2.1.1方法原理
当一束强度为0I 的中子打在厚度为t 的样品上，样品中单位体积的核数目为N 。因为中子与样品发生核反应和弹性散射，造成中子在束流方向上强度衰减，衰减的程度直接与中子的截面有关。如图2.1，假设在样品厚度为x 处的，中子束的强度为I ，在x dx +处中子束的强度变为I dI +,所以dI 应该正比于x 处，中子束的强度为I 和单位面积上的样品核数目ndx ，可以写成：
T dI I N dx σ=- （2-1）
上式，T σ就是中子与样品靶核作用的全截面。经过厚度t 的样品后的中子强度I 与初始中子的强度0I 之比可以定义为透射率，可以将公式2-1进行积分，得：
T Nx I e I σ-= （2-2） 从而可以得到总截面为： 11ln T Nt T σ????= ? ????? （2-3） 由此，可以在已知的样品的厚度和样品中单位体积的核数目，用中子探测器在有样品和无样品两种情况下对中子束进行测量，来得到透射率，从而可以得到全截面的数值。
图2.1 中子束通过样品衰减示意图
2.1.2实验条件
图2.2是利用全透射法测量全截面的典型几何。在试验中，对中子源，样品和探测器的大小都有一定的要求。在中子源方面，要求中子束的强度具有稳定性，而且要就具有合适的入射中子的能量范围。原始的通过低能加速器来测量，但是加速器状态相对稳定性较差，而且需要不断调整中子的能量。但随着其他加速器的发展，使得产生白光源具有最佳的应用价值。在样品的大小和位置的选择上，使得探测器的不能直接检测到没有通过样品的中子，即为“好几何”条件，在此种情况下中子源与样品距离1L 和样品与探测器距离2L 的关系如下：
12(
)D D L L D D -=-源样品探测器样品
（2-4）
图2.2 全截面测量的实验几何
2.1.3实验修正
在实际的实验过程中存在着大量因素，影响着结果的准确性。对一些主要的影响因素需要对其进行适当的修正。主要需要修正的因素以及修正方法如下：
1）本底
对于绝大部分实验，都存在着环境本底。在探测器周围中或多或少的存在一些的不是来自中子束的中子，这些中子会严重影响中子的准确性，所以减小环境本底的影响是必要的。
目前普遍采用的降低环境本底的方法是：选择中子截面大的材料做成一个锥体，放在中子源与探测器之间，锥体的长度要使得中子束通过锥体的透射率为零。关于摆放位置遵守的原则是中子源、样品和探测器同轴，且样品阴影正好遮住探测器的前端面。这样下，探测器探测到的仅是来自周围环境物质中散射的中子，用b I 表示本底计数率，那么实验测量到的透射率为：
0b b
I I T I I -=
- （2-5） 2）内散射 探测器探测到的中子来自两个部分，一是透射的中子，主要的；二是源中子与样品核发生弹性碰撞并在零度角附近散射的中子，影响了中子透射率。而在实验上无法将散射出的中子区分开来，只能通过估算来修正，则内散射的中子强度为：
01,2212
1exp()(0)t n n a I Q Nt Nt L L σσ=- （2-6） 上式中，Q ：中子源在样品方向的单位时间单位立体角内发射的中子数；
0,(0)n n σ：弹性散射在零度角附近的微分截面；
N :样品中单位体积内的核数目；
a ：样品暴露在源中子的面积；
上式假设的是样品中不存在多次散射的可能，就可以通过该式来估算内散射的影响。
3）多普勒效应
靶核的热运动随着温度的增加而增强，所以共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值截面也逐渐减小，这种现象叫做多普勒效应。虽然温度的变化，共振截面峰值虽然发生变化，但是曲线下面的面积却与温度无关。但是这不是意味着共振吸收的中子数与介质温度无关。因为被共振吸收的中子数一方面取决于吸收截面的大小，另一方面，还与中子通量密度能谱分布有关，而当温度发生变化时中子通量密度的能谱也发生变化。所以在中子截面测量的过程中，需要保持温度的稳定性。
通过以上的修正可以很好的降低误差，当然也存在一些其他因素，如共振自屏蔽效应等。将修正的数值带入式2-3中，可以得到修正后的全截面为：
()0100,221211ln 1ln 1ln 1exp()(0)T b b b t n n b Nt T I I Nt I I I I I Nt a I Q Nt Nt I L L σσσ????= ? ?????
??-??= ? ? ?--????
?? ?-?? ?= ? ?????--- ? ? ??
??? （2-7） 2.1.4运用范围
在透射法中不需要考虑中子与样品发生的核反应，主要测量透过样品后的中子数，所以该种方法只能运用在中子与核反应的总截面的测量上。这种方法的优点是不需要绝对测量中子的注量率，因而不需要绝对的去刻度探测器效率，仅需要测量注量率的比值，所以测量精度比较高。目前该种方法技术比较成熟，绝大部分的全截面数据都是通过该种方法来测量的。
2.2飞行时间法
2.2.1方法原理
目前没有一种方法，可以直接测量中子的能量，但是可以通过测量中子的速度来解决这个问题。
中子速度是通过测量中子穿过一定的距离l 所需要的时间t 来得到的，中子能量为：
221122l E mv m t ??== ???
（2-8） 则： 2m t l E =? （2-9）
如果中子能量在30Mev 以下，则可以忽略相对论影响，而中子的质量是一定的，l 可以直接测量出来，那么最终可以化简为：
72.3/t l E = (2-10)
2.2.2实验条件
要想获得中子的飞行时间，需要精确的测量中子的起飞时间和到达时间，到
达时间可以中子探测器直接给出，起飞时间的确定方法有：伴随粒子法、加速器脉冲调制法、双闪烁体法等。伴随粒子法是指随着中子的产生，在过程中伴随着产生一些带电粒子或者γ射线，可以通过相对应的探测器来进行监测。
2.2.3实验影响因素
实验存在的各种影响因素很多，如环境本底、角分辨、样品的几何大小、刻度等，在这里将不具体分析。在飞行时间法测量中子能量的时候，能量分辨率是飞行时间谱仪的重要衡量指标，在这里能量分辨率由以下公式给出：
12222
222i E E l t E l t E ????????????=++?? ? ? ??????????? （2-11） 由上式可以看出，能量的不确定想来自三方面：一是飞行距离的不确定，它是由中子源和探测器在中子飞行路径上的长度贡献的；二是中子飞行时间的不确定性，它是来自于脉冲束宽度和探测器、电子学系统定时带来的不确定性；第三项是产生中子源反应的带电粒子的能量不确定以及靶厚和中子初射角带给中子的能量分散，所以综合起来，在实验过程中要尽量降低三方面的不确定性，这样才能更好的保障飞行时间谱仪的能量分辨率。
2.2.4运用范围
微分截面是指单位时间内入射到某立体角内的粒子数，它包括弹性散射和非弹性散射和角分布，连续区中子能谱和角分布，它主要来自非弹性散射以及其他的出射中子的反应道。测量微分截面的实质在于准确的测量出射中子的能量、角度和数目，其中关键的是能量，所以可以通过飞行时间法来测量中子的微分截面。同样对于其他的测量中子能量的也可以适当选择飞行时间法。
2.3活化法
2.3.1方法原理
对于中子引起的反应(,)A n x B 的截面测量，可以利用探测器测量剩余核B 的活度来给出B 的数目，从而可以计算得到中子与样品发生核作用的截面，这种方法称为活化法，所测量的反应截面也可以称作活化截面。
2.3.2实验条件
实验的过程一般可以分为两步，首先将制成的样品放在所需测量的中子场中
辐照，然后测量其产物核的活度。在这个过程中，活化截面的测量归结于中子注量的精确测量和产物核的绝对活度测量。对于中子注量的测量可以利用绝对测量或相对测量，绝对测量法有金活化片法、裂变电离室法、对应的正比计数管法等，而相对测量方法主要是伴随粒子法。对产物核的测量，目前高分辨率的高纯锗探测器在产物核的鉴别和特征活性测量的准确性方向都大大优于其他方法，所以，在这类实验中被广泛应用。
2.3.3实验修正
1)与样品大小相关的修正
样品的大小和厚度引起中子注量率在样品中衰减、多次反应所以要修正。此项修正与样品、几何尺寸、中子能量有关，目前普遍采用的是M-C模拟计算修正。同时还有就是γ射线在样品中自吸收问题，对于这个问题的修正方法是：测量通过不同厚度的活性，绘制自吸收曲线，然后外推到零厚度得到此项修正系数。
2)与中子源相关的修正
理想的状态下，希望样品放在单能的中子场中辐照，但是因为多种原因导致无法达到该目标，主要存在的问题有：A.源中子被靶材料以及周围物质散射，有可能打到辐照样品上；B.带电粒子与靶的阻止层或者气体靶的窗发生反应产生中子反应；C.在用反应中子源时，为反应的氘会与沉积在靶的阻止层不同深度的氚核发生作用产生中子，这些中子能量比较低；D.在8-13Mev中子能区，目前常用的中子源都伴随有来自破裂反应的低能中子。
对于不同的原因，有不同的修正方法，对于A原因主要利用的蒙特卡洛算法计算进行修正；对于因素B和C主要采用的是不含有中子物质的靶核，在其他条件不变的情况下进行测量作为本底值；对于因素D，需要进行一定的实验进行修正，在必要的时候，需要实验测量样品处中子能谱并对本底中子进行修正。
在许多情况下，也可以利用反应生成的β粒子来确定产物核的数目，对于β粒子的探测，闪烁计数仪是普遍常用的装置。
2.3.4运用范围
活化法的测量条件简单、实验周期相对比较短、精度高，通过这种方法已经获得大量的活化截面数据，为理论模型的检验提供了重要的数据基础。但是这种方法存在着一定的局限性的：第一，要求产生核必须具有放射性，便于探测器测
量；第二，对于具有相同的产物核而不同的反应道，该种方法是不能分辨出来的。所以测量中子截面时要根据其局限性有选择性的使用活化法。
三、实验实例—
242241Am(n,γ)Am mg 截面 3.1241242mg Am(n,γ)Am 反应截面简述
3.1.1241Am 衰变简述
241Am 发生中子俘获反应生成基态241m Am 或者是激发态241g Am ，其主要的衰变链如下图3.1。
图3.1
241Am 衰变链示意图 3.1.2常用实验方法
1）活化法
241Am 俘获中子生成242m,g Am 后，在较短的时间内，242g Am 很快衰变成242
Cm ，而242m Am 几乎不衰变。这时称取部分样品，经放化流程分离提纯出242Cm (锔)，并用α能谱法测得242Cm 的含量，再根据242g Am 的衰变分支比推算出242g Am 的生成量。将剩余样品保存数年，此时由242g Am 生成的242Cm 已全部衰变成238Pu ，而242m Am 通过递次衰变生成242Cm ，该衰变链处于长期平衡，此时，样品中的242Cm 基本是来自于242m Am ，这时再经放化分离提纯并测量样品的242Cm 含量，即可推算出辐照结束时刻242m Am 的生成量。由先后两次分别测得的结果可计算反应分支比。
中子能量大于1Mev 的截面测量几乎都是采用活化法，但是其测量时间长、
要求中子源强度大、样品用量多、依赖半衰期和衰变分支比的精确性。当样品用量较多时，会给样品制备和处理带来一些问题，所以除了热中子能点以外，在其它能点，由于中子源弱，难以采用活化法进行。
2）瞬发γ法
已有的利用瞬发γ法测量技术中，主要使用的全吸收技术和总能量探测器技术。全吸收技术的特点是所使用的探测器几乎能100%吸收俘获辐射的全部γ射线。总能量探测器技术的特点是探测器对γ射线的探测效率是与γ射线的能量成正比。两种技术各有优缺点，全吸收型探测器采用多晶体模块构成，晶体材料为无机闪烁体，具有良好的能量分辨特性，有效的扣除本底事件。该技术对测量高放射性但样品量少的同位素样品而言是比较理想的选择。总能量探测器的材料通常为有机闪烁体能量分辨低，光电峰效率几乎为零，因此本底分离很困难，需要仔细考虑并扣除。只有当同位素样品的中子弹性散射截面要比俘获截面大很多时，该技术测量的优势才比较明显。在这种情况下，来自样品或周围材料上产生的大量散射中子进入探测器后会产生很高的本底，甚至产生截面的共振结构进而导致共振参数测量不准确。
3.1.3截面测量数据
通过检索EXFOR数据库中相关的实验测量截面数据，绘出不同的评价数据库和不同实验的截面数据图，即图3.2。同时对不同的权威的实验的实验装置、实验方法等相关描述进行了总结，结果见表3.1。
表3.1 241Am中子俘获EXFOR数据实验情况
由图3.2可以可看出不同的评价数据库的截面数据存在着一定的误差，同样
不同实验因为所采用的实验装备、条件等差异导致最终测量数据差别很大。在表3.1中对于不同的实验采用的探测器都是闪烁体探测器，这个主要是因为闪烁体探测器的探测效率比较高，可以准确测定中子γ射线的强度。下文将针对2008年的Jandel实验进行简要介绍。
3.2Jandel实验
3.2.1 DANCE
DANCE坐落于Los Alamos(洛斯阿拉莫斯实验室)中子科学中心，它由160个
BaF晶体组成一个4π几何结构，每一个晶体深15cm，体积约734cm3。该设2
备利用大立体角可以准确测量中子与241Am中子俘获反应释放出的γ射线，探测效率大于95%。同时利用
BaF晶体不怕潮解、折射率解决玻璃、使用方便存在，
2
时间分辨率高有利于飞行时间的测量。目前国际上的全吸收型4π
BaF晶体探测
2
器有：DANCE(Los Alamos)、Karlsruhe 4πBaF2(德国的Institute f?r Kernphysik Hauptabteilung Ingenieurtechnil实验室)、TAC(欧洲核子研究中心n_TOF上的)。
图3.3 DANCE探测器外部结构图
图3.4 TAC 探测装置
3.2.2中子源
实验中所用的中子源是利用的是实验室的质子加速器来完成的，其主要
产生过程示意图见图 3.5。首先是质子经过质子直线加速器的加速能量达到800Mev 时候，轰击钨靶，发生散裂反应，生成大量的中子，接着经过准直器作用产生具有良好方向性的中子源。在该装置中可以根据需要，对快中子进行适当慢化，慢化剂为睡。本实验中中子能量跨度比较大，为252.0010 3.3510ev -??。
图3.5 中子源产生装置示意图
3.2.3中子束监测器
在DANCE 探测器上，中子束检测器主要有三个，其信息主要如下表。
表3.2 中子束探测器概况
探测器
工作介质 核反应 N 型硅面垒探测器
6LiF 6Li(n,t)4He 电离室
BF 3+Ar 气体 10B(n,a)7Li 235U 裂变电离室 P10气体 裂变反应
3.2.4241Am 靶
Jandel 实验中所用的241Am 样品量为219g μ，电镀在2.5m μ厚的钛金属箔上，镀层直径为6.35mm ，用带铝层的Mylar(2300/g cm μ)膜覆盖。最后将做好的241Am 靶放入DANCE 中心进行测量。样本的活度大约是28MBq ，伴随着α衰变产生的γ射线的能量是59.5kev ，为了不影响测量，将其放在屏蔽物中，外面是由6LiH 构成。
3.2.5实验结果
实验对0.0253ev-320kev 能量的中子做了实验，实验结果如下如下图，并且与ENDF/B-VII.0、JEFF-3.1、JENDL-3.3评价数据库的结果做了对比。
图3.6实验结果与评价数据库结果对比图
在中子能量是0.0253ev 时，测量的截面是66533th b σ=±，相对不确定性为5%，产生的原因6Li 和BF 中子通量监测器中物质的易裂变导致的。
参考文献
[1]丁大钊等.中子物理学—原理、方法与应用[M].北京：原子能出版社，2001.
[2]M. Jandel, T. A. Bredeweg, et al. Neutron Capture Cross Section of 241Am[J]. Physical Review C. 2008,78(3): 034609.
[3]程品晶.241Am(n,γ)242m,gAm反应实验新方法研究[D].衡阳：南华大学，2011.
[4]Robert https://www.wendangku.net/doc/015294690.html,NSCE Nuclear Data Measurement Capabilities[R].IAEA Technical Meeting on IFMIF FZK Karlsruhe October 4-6, 2005.
[5]张竞上.241Am中子俘获截面同质异能态的计算[R].北京:中国原子能科学研究院,2003.
2006-考试题(测井原理与综合解释)答案
2006 一、名称解释（每题3分，共15分） 康普顿效应：康普顿效应：在康普顿效应中，伽马光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞，一部分能量转移给电子，使它脱离原子成为反冲电子，而散射光子的能量和运动方向发生变化。 挖掘效应：具有相同含氢指数的岩石，由于含有天然气而使得用中子测井测得的孔隙度比实际的含氢指数要小的现象。 地层因素：岩石电阻率与该岩石中所含水的电阻率的比值就是岩石的地层因素（或相对电阻率）。该比值只与岩样的孔隙度、胶结情况和孔隙形状有关，而与孔隙中所含水的电阻率无关。 电极系互换原理：把电极系中的电极和地面电极功能互换（原供电电极改为测量电极，原测量电极改为供电电极），各电极相对位置不变，所测得的视电阻率和原来的完全相同，这就叫电极系互换原理。 含油气孔隙度：油气体积占岩石体积的百分数（V油气/V岩石）。 体积物理模型：见参考书46 周波跳跃：周波跳跃是指声波时差比邻近的值高出一个或几个波长，而出现周期性增大的现象。 横向各项异性：是指在沿井轴方向和与井轴垂直方向（水平方向）上，地层的声波速度、弹性力学性质有差异，而在与该轴垂直的平面（水平面）上，在各个方向上的声波速度和弹性力学性质相同，就是横向各项异性。 二、选择题（每题1分，共12分）：下面每题有4个答案，选择正确的答案填入括号中。 1、岩性密度测井主要利用伽马射线与地层之间的（B）作用来进行测量的。 A：电子对效应与康普顿效应B：光电效应与康普顿效应C：康普顿效应与俘获效应 D：光电效应与弹性散射 2、对于普通电阻率测井，电极系的电极距增大，（B） A：其探测深度会增大，纵向分辨率会增高。 B：其探测深度会增大，纵向分辨率会降低。 C：其探测深度会减小，纵向分辨率会增高。 D：其探测深度会减小，纵向分辨率会降低。 3、利用中子测井曲线进行读值，下面哪句话表述不正确( D )。 A：砂岩的孔隙度总是大于它的真孔隙度。 B：白云岩的孔隙度总是小于它的真孔隙度。 C：石灰岩的孔隙度总是等于它的真孔隙度。 D：中子测井读值受岩性的影响较大，不同岩性的地层均需校正才能得到较准确的地层孔隙度值。 4、在相同情况下，含泥质地层的自然电位负异常幅度( A ) A：低于纯砂岩地层的自然电位负异常幅度。 B：高于纯砂岩地层的自然电位负异常幅度。 C：与纯砂岩地层的自然电位负异常幅度相等。 D：可能高于、也可能低于纯砂岩地层的自然电位负异常幅度。 5、自然伽马能谱测井是根据（A）的特征伽马射线的强度测定地层中铀的含量的。 A：214Bi B：235U C：214Pb D：208TI
路线纵横断面测量实习
实验 路线纵横断面测量 一、目的和要求 掌握路线横断面测量方法，每组测定一个成果。 二、仪器和工具 水准仪1，水准尺一对。 三、方法与步骤 ⒈选定线路，量距打桩 ①在有坡度变化的地区选定线路位置。 ②在选定线路上用标杆定线，用卷尺量距每十米打一桩，按规定的编号方法编号，并在坡度变化处打加桩。 ⒉基平测量 ①在线路适当位置选定水准点，本实习规定在线路起点和终点附近各选一点。 ②用往、返测法，测定两水准点的高差，精度要求 ③始点的高程可以假设，要注意防止其他点高程出现负值。 ⒊中平测量 ①在第一个水准点上立水准尺，并在线路前进方向上适当位置选择一个转点，在转点位置上放尺垫，在尺垫上立水准点。 ②在两水准尺之间，安置水准仪。 ③在两水准尺上读数，分别记在后视前视栏内。 ④将后尺依次立在0+000，0+010……各桩上,读数记在中间视栏内。 ⑤仪器移至下一站，原前尺变为后视尺，后视尺变为前视尺，立在下一个适当位置的转点上，按上述继续向前观测，直至闭合到下一水准点上。 ⑥当场计算两水准点间的高差，与基平测量结果相比较，其差值 ⒋横断面测量 ①横断面测量，就是测定中桩两侧正交于中线方向地面变坡点间的距离和高差，并绘成横断面图，供路基、边坡、特殊构造物的设计，土石方计算和施工样之用， ②横断面测量的宽度，应根据中桩填挖高度，边坡大小以及有并工程的特殊要求而定，一般自中线两侧各测10～50米。横断面测绘的密度，除各桩应施测()为测站数毫米n n 8± 毫米不得大于n 12±
外，在大、中桥头、隧道口挡土墙等重点工程地段，可根据需要加密，横断面测 =0.1+h/20(m)。 量的限差一般为：高差容许误差Δ h 式中：h为测点至中桩间的高差；水平距离的相对误差为1/50。 四、注意事项 ⒈无论是基平测量、中平测量和横断面测量按照精度要求衡量，在精度要求的之内说明测量精度符合，否则重测一直达要求为止。
中子—核作用截面的实验测量
中子—核作用截面的实验测量 一、核数据库 1.1核数据库介绍 核数据是不可缺少的重要科学数据，在基础科研、国防建设、国民经济的很多方面发挥着越来越重要的作用。目前国际上许多核国家都十分重视核数据的测量和评价工作。经过几十年的艰苦努力，相继建立起并不断完善的核数据库。 核数据库可以分为两大类，一类是核与其他核或射线发生相互作用的数据，称作核反应数据；第二类是单个核的性质的数据，称作核结构和放射性衰变数据。对于中子核数据是核反应数据的一部分，此外光核反应数据、带电粒子反应数据都是核反应数据。 1.2核数据库应用领域 早期核数据的运用主要在核反应装置的应用方面。随着科技的发展，对核数据运用领域也在不断扩大，于此同时对核数据的全面以及精度要求越来越高。目前其运用的领域主要有： （1）裂变、聚变反应堆设计； （2）加速器设计； （3）辐射防护设计； （4）核医学； （5）地质探测； （6）环境监测； （7）核天体研究等等。 对于反应堆设计而言，可以通过中子评价核数据来对设计的反应堆的某些参数进行模拟计算，如有效增值系数、相对功率分布等量，通过最终的模拟计算结果来衡量设计的合适与否，在此基础上进行一定的优化，最终实现各方面综合最优化。
1.3核数据获取方法 核数据获取方法主要有两种：实验测量法和理论计算法。实验法是目前核数据的主要来源，通过实验测量具有一定的客观性，但是实验测量方法存在各种问题：(1)核数据数据量大，实验工作量大；（2）实验费用过高；（3）有许多实验要求苛刻无法完成。因为实验方法存在一定的问题，所以主要的数据由实验来完成，次要的由理论计算完成。现如今计算机的发展已经可以满足一些模拟计算的需求，通过计算机可以省时、经济的完成一些数据的获取。 两种方法之间，实验为主，理论计算为辅。实验方法离不开理论计算，理论计算可以填补一些目前实验存在的空白，还可以指导实验数据的选取和评价。对模拟计算方法而言，其输入的数据必须是已经成熟的核数据，而这些数据来源于实验的测量，所以两者缺一不可。 1.4评价核数据库 1.4.1评价数据库介绍 实验测量与模拟计算都需要借助于已有的核数据，而这些已有的数据之间存在着一定的差别，如何更好的集中统一以及正确利用这些数据，则形成了评价核数据库。 核数据库就是由核物理专家通过大量的编纂（收集、整理、鉴定、理论处理等）和评价（分析、比较、鉴定和理论处理等）工作，甚至还需要通过一系列的积分实验与理论计算得到的结果进行比较来检验这些数据的可靠性、自洽性与精确性，最后得到全套的数据存入库中以方便用户使用。 1.4.2国际几大核数据中心 自上世纪60年代以来，国际上先处理的4个核数据中心，并建立和发展了各自的评价评价数据库，这四个分别是：国际原子能机构的核数据科（IAEA-NDS）、美国国家核数据中心（NNDC）、欧共体核能数据中心（OECD）、俄罗斯核数据中心（CJD）。继而，日、德、中国等国相继建立了自己的评价数据库。
《核反应堆物理分析》名词解释及重要概念整理
第一章—核反应堆的核物理基础 直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。 中子的散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。 非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。 弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。 111001 100[]A A A Z Z Z A A Z Z X n X X n X n X n +*+→→++→+ 微观截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率，或表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。 宏观截面：表征一个中子与单位体积内原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。也是一个中子穿行单位距离与核发生相互作用的概率大小的一种度量。 平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。 核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。 中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。 多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。 瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10-14s)发射出来的，把这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。 第二章—中子慢化和慢化能谱 慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。 扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。 平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。 慢化密度：在r 处每秒每单位体积内慢化到能量E 以下的中子数。 分界能或缝合能：通常把某个分界能量E c 以下的中子称为热中子，E c 称为分界能或缝合能。 第三章—中子扩散理论 中子角密度：在r 处单位体积内和能量为E 的单位能量间隔内，运动方向为Ω的单位立体角内的中子数目。 慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。 徙动长度：快中子从源点产生到变为热中子而被吸收时所穿行的直线距离为r M 。 第四章—均匀反应堆的临界理论 反射层的作用： 1. 减少芯部中子泄漏，从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，节省一部分燃料；
公路横断面图绘制相关方法
本文详细阐述了在不需要专业编程知识的情况下，利用AutoCAD和Excel精确自动地绘制道路横断面图的一种新方法。该方法不仅简单灵活，而且能提高工作效率以及保证工作质量。 1 引言 传统横断面测量方法有水准仪皮尺法、横断面仪法和经纬仪视距法等，简而言之就是根据地形的变化对与道路轴线方向相垂直的断面进行测量，其中直线段所测断面方向与道路中线方向垂直，而曲线路段与测点的切线方向垂直。在对横断面测量以后，为计算道路工程土方量，我们紧接着就要绘制道路横断面图。在实际工作中，横断面图的绘制通常是采用手工在米格纸上按照一定比例用卡规和复式比例尺按照横向是距离、纵向是高程刺点，用小钢笔连接刺点绘制闭合图形。然后把每一个断面的横断面图分成若干个梯形用复式比例尺和卡规量出每一个梯形的上底、下底和高，计算出每一个梯形的面积，然后把所有的梯形面积相加才得到一个断面面积。 通常道路横断面施测要求每20m测一个断面。在地形变化较大的位置要加测横断面，这样每1km 道路至少要绘制50多个横断面图。可见如果用传统的方法绘制一条50km的道路断面图工作量是非常巨大的，而且由于是手工绘制，修改起来很麻烦，在实际工作中返工的情况是经常发生的。由此可见快速高效地绘制出道路横断面图是非常重要的。 笔者根据实际情况发现如果能对Auto CAD系统进行二次开发，运用AutoLISP语言和Visual LISP开发环境进行编程，创建Auto CAD的新命令或重新定义原有的标准命令，提供系统自动执行重复性的计算与绘图任务，此类问题就迎刃而解了，但这要求道路施工人员具备专业性很强的编程知识。在绘制了大量的横断面图后，笔者总结出一个非常便捷的方法，这种方法不需要道路工程人员具备很强的编程知识，只要具备常规的Excel和Auto CAD知识，就可以自动、精确和快速绘制道路横断面图，并且此方法可以推广至重复性较强的绘图工作。下面以一个实例进行详细说明。 2 对横断面数据的处理 2.1确定边桩位置和高程 倾斜地面高等级道路施工测量中的边桩定位一般用逐渐趋近法。该方法无论采用经纬仪或全站仪都不能直接给出边桩位置，只能通过重复多次测量和计算，才能确定边桩的位置，这种方法的野外工作量较大。本文给出了由横断面测量数据直接计算中桩到边桩的水平距离和边桩高程的方法，利用这种新方法可一次性标定边桩位置(如图1所示)。
中子平均自由程与宏观截面的关系
宏观截面和平均自由程 宏观截面和平均自由程以一定速度在大块媒质中运动的中子，不断地同周围的原子核（称为靶核）发生碰撞，发生散射或吸收两类中子核反应。散射时，中子本身并不消失，只是能量发生变化，以新的速度继续在媒质中运动。吸收时，中子被原子核俘获，从而在媒质中消失。原子吸收中子以后将发出γ射线、发出次级粒子或发生原子核裂变，核裂变将产生新的中子。这些核反应的发生几率用各种反应截面（微观截面，见核反应截面）描述，截面大，表示产生核反应的几率大。不同能量的中子，与原子核产生各种反应的截面也不同。为了便于表述中子同宏观物质的作用，引入宏观反应截面这一物理量，用符号表示。它是靶核的微观截面和单位体积内的靶核数的乘积=。与微观截面不同,宏观截面的量纲是【L】。宏观截面是一个中子同单位体积内的原子核发生核反应的平均几率大小的量度，它等于中子在媒质内飞行单位距离时发生某种核反应的几率。宏观总截面用表示，中子在连续两次碰撞之间的平均飞行距离称为平均自由程，用符号表示。显然,在一个平均自由程之内发生某种碰撞的平均数为1。参照宏观截面的定义,容易得出=1，即平均自由程等于宏观截面的倒数。 相应的有散射平均自由程 ，吸收平均自由程
。中子在媒质中的各种运动规律(无论空间时间变量的,还是能量变量的)都同宏观截面或平均自由程有关,宏观截面或平均自由程是描述物质中子物理特性的最基本的物理量。 宏观参量及其实验研究无论是核裂变，还是其他核反应产生的中子，一般能量都在兆电子伏量级，这些快中子在大块媒质中不断通过散射损失能量，直到和媒质中靶核的能量交换处于平衡状态为止。散射可分为弹性散射和非弹性散射两种。发生弹性散射时，中子和靶核间只有动能交换，是一种弹性球式碰撞，靶核内能不发生变化。发生非弹性散射时，靶核内能发生变化。非弹性散射是一种阈反应，只有入射中子的能量超过某一数值时才能发生。一般说，轻核非弹性散射阈值高，重核的阈值低。研究中子在大块媒质中损失能量的规律对核反应堆的物理设计十分重要。在快中子反应堆内，中子的平均能量为100keV左右，裂变中子（平均能量约为2MeV）主要通过非弹性散射损失能量。热中子反应堆内中子的平均能量只有0.01eV左右，裂变中子主要通过弹性散射损失能量。中子这种损失能量而不断减速的过程称为慢化过程。中子从某一能量慢化到热能，在媒质中穿行的平行距离用中子年龄来描述。对一个在无限大无吸收的媒质内的单能点中子源,定义中子年龄为中子在被慢化前穿行的直线距离的均方值的1/6，即
纵横断面测量要求
道路、河道纵横断面测量要求 1.横断面测量宽度：道路、河道红线外15米； 2.测量间距：原则上按设计图桩号测量纵、横断面，但遇地形变化大的地 方应增加测量断面。 3.纵横断面的桩号必须匹配（一一对应），测量桩号以设计提供的平面图 为准。 4.道路测量范围内如有沟渠应测出沟底海拔高程和沟渠深度及宽度。 5.所提供的电子文档数据格式需符合下面的要求： 测量文件为TXT文件，文件格式如下： 纵断面： 20512.23 40514.25 41511.29 _______标高 | |______________空格符不能使用“Tab”健，只能用空格健 |__________________桩号不带“+”号，即不能用“0+100”表示……………. 2200561.21 2220524.23 2240511.23 ……………… 横断面： 0 512.12 ____中桩标高 |__________________每一个桩号单独放一行 5 524.7 12 525.3 6 30 513.82 _____左侧数据 | | | | |_____标高 || | |__________与中桩的绝对距离 | | | | | |_______________第二项是标高 | |__________________ 空格符不能使用“Tab”健，只能用空格健|__________每一行第一项是测量点与中桩绝对距离
15 2125.12 16 2123.17 30 2165.23 ——————右侧数据 40 2122.12 ____中桩高程 12 2123.81 15 2124.45 30 2136.56 ____左侧数据 10 2163.78 17 2153.26 30 2163.89 ____右侧数据 60 2156.59 102122.1 17 2136.53 30 2167.56 15 2136.23 20 2145.32 40 2156.18 …………………… （1）数字之间，至少用一个空格符隔开。 （2）一个横断面数据由3行组成：第一行为中桩高程，第二行为左侧数据，第三行为右侧数据，高程采用绝对高程，距离为绝对距离。 中国市政工程西南设计研究总院 第八设计研究院 2012年2月29日
中子资料
?快中子能量高于1电子伏特、0.1兆电子伏特或者接近1兆电子伏特，有不同的定义。 ?慢中子能量小于等于0.4电子伏特。 ?超热中子能量在1电子伏特至10电子伏特之间。 ?高热中子能量约0.2电子伏特。 ?热中子能量约0.025电子伏特。 ?冷中子能量约5x10?5电子伏特至0.025电子伏特。 ?甚冷中子能量约3x10?7电子伏特至5x10?5电子伏特。 ?极冷中子能量小于3x10?7电子伏特。 ?连续区间中子能量从0.01兆电子伏特至25兆电子伏特。 ?共振区间中子能量从1电子伏特至0.01兆电子伏特。 ?低能区间中子能量低于1电子伏特。 [编辑]快中子 此处介绍的快中子的动能接近1兆电子伏特（100TJ/kg），速度接近14000千米/秒。将它们命名为快中子可以将其区别于于低能的热中子、以及通常在宇宙射线或者加速器中产生的高能中子。快中子通常有由核反应例如核裂变产生。 核聚变反应中产生的中子通常的能量都远大于1兆电子伏特，例如，氘氚核聚变的中子能量达到14.1兆电子伏特（1400 TJ/kg，速度约52000千米/秒，达到了光速的17.3%）。这样高能量的中子可以很容易使得铀-238与其他超铀元素发生裂变。 快中子可以通过中子慢化过程转变为热中子。中子慢化主要依靠减速剂。在核反应堆中，通常使用重水、轻水、或石墨来使中子减速。 热中子是动能约为0.025电子伏特（大约4.0×10?21焦，2.4MJ/kg，速度约2.2千米/秒）的自由中子。这个速度也是对应于290K（摄氏17度）时麦克斯韦-玻尔兹曼分布下的最可能速度。 最可能能量和最可能速度对应的能量、平均能量是不同的。最可能能量是最可能速度对应的能量的一般，而平均能量比最可能速度对应的能量大50%。 在中子与常温下减速介质的原子核发生若干次碰撞后，如果中子还没有被俘获，它们就会达到这个能量。热中子通常有比快中子大得多的有效中子俘获截面，也因此会更容易被原子核吸收，形成更重的、通常也不稳定的同位素。这个现象也被称为中子活化。 https://www.wendangku.net/doc/015294690.html,/wiki/%E4%B8%AD%E5%AD%90%E6%B8%A9%E5%BA%A6
第九章 中子测井
第九章中子测井(Neutron log) 利用中子与地层相互作用的各种效应，来研究钻井地质剖面的一类测井方法统称中子测井。它是利用岩石的另一种特性，即岩石中的含氢量来研究岩石性质和孔隙度等地质问题。这种测井方法在于将装有中子源和探测器的井下仪器下入 井中，由中子源→中子→进入岩层,同物质的原子核发生碰撞将产生减速、扩散 和被俘获几个过程，到达探测器。 在这些过程中，探测器周围的中子分布状况，以及中子被俘获后所放出的伽马射线强度，与仪器周围的岩石性质，特别是岩石的含氢量有关。 而储集层的含氢量又取决于它的孔隙度，因此，中子测井是目前广泛使用的一 种孔隙度测井。根据中子测井的记录内容：可以将它分为中子-中子测井和中子-伽马测井。根据仪器的结构特点，中子—中子测井又可分为中子-超热中测井（SNP）—井壁中子测井中子-热中子测井（CNL）—补偿中 子测井 一、中子测井的核物理基础 1 中子和中子源 中子是组成原子核的一种不带电荷的中性粒子，其质量与氢核的质量相近。中子与物质作用时，能穿过原子的电子壳层而与原子核相碰撞，所以它对物质的穿透能力较强。 通常中子与质子以很强的核力结合在一起，形成稳定的原子核。要使中子从原子核里释放出来，就必须供给一定的能量。如果使原子核获得的能量大于中子结合能，中子就可能从核中发射出来。 可以用α粒子、氘核d、质子p或γ光子轰击原子核，引起各种核反应，使中 子从核内释放出来。这种产生中子的装置称中子源。 一、中子测井的核物理基础 因为不同能量的中子与原子核作用时有着不同的特点，所以通常根据中子的能量大小，可以把它分成几类： 高能快中子：能量大于10万电子伏特； 中能中子：能量在100电子伏特—10万电子伏特之间； 慢中子：能量小于100电子伏特； 其中0.1—100电子伏特的中子为超热中子； 能量等于0.025电子伏特的中子为热中子。 一、中子测井的核物理基础
路基纵横断面测量及土石方工程量计算
第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算 路线定测阶段在完成中线测量以后，还必须进行路线纵、横断面测量。路线纵断面测量又称为中线水准测量，它的任务是在道路中线测定之后，测定中线上各里程桩（简称中桩）的地面高程，并绘制路线纵断面图，来表示沿路线中线位置的地形起伏状态，主要用于路线纵坡设计。横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态，并绘制横断面图，供路基设计、施工放边桩使用，并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩的距离便可计算施工的土石方数量。 线路纵断面包括路线水准测量和线路纵断面绘制两项内容。其中路线水准测量分两步进行，首先是沿线路方向设置若干个水准点，按等级水准测量的精度要求测定其高程，称为基平测量；然后以基平测量所得各水准点高程为基础，按等外水准测量的精度要求分段进行中线各里程桩地面高程的水准测量，称为中平测量。 一、基平测量 水准点的设置应根据需要和用途的不同，可设置永久性和临时性的水准点。路线起终点和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点，永久性水准点应埋设标石，也可设置在永久性建筑物的基础上或用金属标志嵌在基岩上。水准点密度应根据地形和工程需要而定，在丘陵和山区每隔0.5-1km 设置一个，在平原地区每隔1-2km 设置一个。 基平测量时，应将起始水准点与附近的国家水准点联测，以获得绝对高程，同时在沿线水准测量中，也应尽量与附近国家水准点联测，形成附合水准路线，以获得更多的检核条件，当路线附近没有国家水准点或引测有困难时，也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作为起始水准点的假定高程。 基平测量应使用不低于DS 3级水准仪，采用一组往返或两组单程在水准点之间进行观测。水准测量的精度要求，往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足： L f h 30±≤mm （平原微丘区）或L 45±mm （山岭重丘区） 式中L 为水准路线长度，以km 计（具体可参考《公路勘测规范》（JTJ061-99））。 若高差不符值在限差以内，取其高差平均值作为两水准点间高差，否则需要重测。最后由起始点高程及调整后高差计算各水准点高程。 二、中平测量 中平测量即线路中桩的水准测量，一般以相邻两水准点为一测段，从一水准点开始，用视线高法逐点施测中桩的地面高程，附合到下一个水准点上。相邻两转点间观测的中桩，称为中间点。为了削弱高程传递的误差，观测时应先观测转点，后观测中间点。转点应立在尺垫上或稳定的固定点上，尺子读数至毫米，视线长度不大于150m ；中间点尺子应立在紧靠中桩的地面上，尺子读数至cm ，视线长度可适当放长。 如图9-14所示，水准仪置于I 站后，后视水准点为BM1，前视转点为TP1，将观测结果分别记入表9-2中的“后视”和“前视”栏内，然后观测0=000……，0=120等各中桩点，将读数分别记入“中视”栏。将仪器搬到Ⅱ站，后视转点为TP1，前视转点为TP2，然后观测各中桩地面点，用同法继续想前观测，直至附和到下一点水准点BM2，完成一测段的观测工作。
01 概述——中子截面及其应用
22.54 中子与物质的相互作用及应用（2004年春季） 第一讲 （2004年2月3日） 概述：与物质的相互作用,分类，截面及应用 在大量关于核物理的文献中，有许多参考资料，从中我们可以找到关于中子反应的介绍或详细的论述，下面列出的是我本人多年来使用过的文献，但这还远非全部，你们在学习时还可以参考其它文献。 B. T. Feld, “The Neutron”, in Experimental Nuclear Physics , E. Segre, ed. (Wiley, 1953), vol. II, p. 208; A. M. Weinberg and E. Wigner, The Physical Theory of Neutron Chain Reactors (Univ.Chicago Press, 1958), Chap 2. J. E.Lynn, The Theory of Neutron Resonance Reactions (Clarendon, Oxford, 1968), Chap 1. A. Foderaro, The Elements of Neutron Interaction Theory (MIT Press, 1971), Chaps 1, 3. C. G. Shull, "Neutron Interactions with Atoms", Trans. Am. Cryst. Assoc. 3, 1 (1967). 中子的特色 学习“中子的相互作用”是我们核工程系的特有专业课程，其它系没有开这门课。 中子在核工系的三个学科领域中扮演着核心角色： 裂变——裂变反应链的“传递者”，维持反应堆燃烧的“点火器”； 聚变——聚变反应的产物，如（D,T），会导致辐射损伤或活化； 辐射科学与技术——加速器技术，治疗，成像，材料研究等。 中子的特性（请回忆22.101），中子由查德威克（J. Chadwick）* 于1932年发现；中子不带电（能够容易地穿过原子核）；质量略大于质子（在碰撞反应中动量改变明显）；热中子波长与X射线相当，但能量更低；我们所感兴趣中子的能量范围分布很宽（包含多种反应类型）；中子的自旋为1/2（与核子发生的相互作用是自旋相关的）；中子具有磁矩（在磁散射中与原子磁矩发生耦合）；中子具有半衰期（自由中子是不稳定的）； *有关中子的其它重大事件：1938年发现裂变反应；1942年第一次发现链式反应。这些事情对我们今天的社会产生了很大的影响，是中子使得这些事情成为可能。 中子的波粒二相性： 粒子性：能量－动量关系式： （1.1） 22/2,,/2E mv p mv E p m ===波动性：频率－波长关系式：22 /2,,2/E k m p k k ωπλ==== （1.2） 将中子的参数与光子（X射线或γ射线）以及质子和电子的进行比较。 中子是相对论粒子吗？（一般来说不是的） 本课程中，我们感兴趣的中子能量范围跨越了9个数量级：
纵断面实验报告
实验16 路线纵断面测量 本实验通过基平测量、中平测量、纵断面图的绘制，培养综合设计能力、实际操作能力、计算能力和绘图能力。 一、实验目的与要求 掌握中桩地面标高的测量方法及施测方法。 二、实验内容 1．高程控制测量（基平测量） 2．中桩高程测量（中平测量） 3．绘制纵断面图 三、实验步骤简要 1．高程控制测量（基平测量） ①路线水准点的布设。选一约2000米长的路线，沿线路每400米左右在一侧布设水准点，用木桩标定或选在固定地物上用油漆标记。 ②施测。用DS3自动安平水准仪按四等水准测量要求，进行往返观测或单程双仪器高法测量水准点之间的高差（每组测量一段），并求得各个水准点的高程。 ③精度要求。每组往返观测或单程双观测高差不符值mm(式中L以km计)。 2．中桩高程测量（中平测量） ①在路线和已知水准点附近安置水准仪，后视已知水准点（如BM1），读取后视读数至毫米并记录，计算仪器视线高程（仪器视线高程=后视点高程+后视读数）。 ②分别在各中桩桩点处立尺，读取相应的标尺读数（称中视读数）至厘米，记录各中桩桩号和其相应的标尺读数，计算各中桩的高程（中桩高程=仪器视线高程-中视读数）。 ③当中桩距仪器较远或高差较大，无法继续测定其它中桩高程时，可在适当位置选定转点，如ZD1，用尺垫或固定点标志，在转点上立尺，读取前视读数，计算前视点即转点的高程（转点的高程=仪器视线高程-前视读数）。 ④将仪器移到下一站，重复上述步骤，后视转点ZD1，读取新的后视读数，计算新一站的仪器视线高程，测量其它中桩的高程……。 ⑤依此方法继续施测，直至附合到另一个已知高程点（如BM2）上。 ⑥计算闭合差?h，当（式中L为相应测段路线长度，以公里计）时，则成果合格，且不分配闭合差。 ⑦如此法完成整个路线中桩高程测量。 3．纵断面图的绘制 以中桩桩号为横坐标（比例为1:1000），中桩高程为纵坐标（比例为1:100），在厘米格纸上绘制路线纵断面图。 四、仪器工具： 自动安平水准仪1台、水准尺2把、尺垫2个、记录板1块 自备：铅笔、橡皮、小刀。 五、注意事项： 1．水准点要设置稳定、便于保存、方便施测的地方。 2．施测前需抄写各中桩桩号，以免漏测。施测中立尺员要报告桩号，以便核对。 3．转点设置必须牢靠，若有碰动、改变一定要重测。 4．个别中桩点因过低，无法读取中视读数时，可以将尺子抬高一段距离后读数，量取抬高的距离值，加到中视读数中，但此种情况不宜过多。
核反应堆物理分析习题集
反应堆物理习题 1. 水的密度为103kg ／m 3，对能量为0.0253eV 的中子，氢核和氧核的微观吸收截面分别为0.332b 和 2.7×10-4b ，计算水的宏观吸收截面。 2. UO 2的密度为10.42×103kg ／m 3，235U 的富集度ε=3％(重量百分比)。已知在0.0253eV 时， 235U 的微观吸收截面为680.9b ，238U 为 2.7b ，氧为2.7×10-4b ，确定UO 2的宏观吸收截面。 3．强度为10104?中子/厘米2·秒的单能中子束入射到面积为1厘米2，厚0.1厘米的靶上，靶的原子密度为240.04810?原子/厘米3，它对该能量中子的总截面（微观）为4.5靶，求（1）总宏观截面（2）每秒有多少个中子与靶作用？ 4．用一束强度为1010中子/厘米2·秒的单能中子束轰击一个薄面靶，我们观测一个选定的靶核，平均看来要等多少时间才能看到一个中子与这个靶核发生反应？靶核的总截面是10靶。 5．能量为1Mev 通量密度为12510?中子/厘米2·秒中子束射入C 12薄靶上，靶的面积为0.5厘米2、厚0.05厘米，中子束的横截面积为0.1厘米2，1Mev 中子与C 12作用的总截面（微观）为2.6靶，问（1）中子与靶核的相互作用率是多少？（2）中子束内一个中子与靶核作用的几率是多少？已知C 12的密度为1.6克/厘米3。 6．一个中子运动两个平均自由程及1/2个平均自由程而不与介质发生作用的几率分别是多少？ 7．已知天然硼内含10B19.78%，它对2200米/秒热中子吸收截面为3837靶，另含11B80.22%，它对于热中子吸收截面可忽略不计，为了把热中子流从7107.1?/厘米2·秒减弱到 1/厘米2·分，问要多厚的C B 4或32BO H 层，设碳化硼的密度为2.5克 /厘米3，平均分子量近似为56，硼酸的密度为1.44克/厘米3，平均分子量近似为62。（忽略H 、C 、O 的吸收） 8．设水的密度为1克/厘米3，平均分子量近似为18，氢332.0a =σ靶。氧002.0a =σ靶，试计算水的宏观吸收截面，又设为了控制目的，在水中溶入了2000ppm 的硼酸，那么宏观吸收截面增大为原来的多少倍？其它所需数据见上题。 9．用能量大于2.1Mev 的中子照射铝靶可发生H Mg n Al 12727+→+反应，Mg 27有β放射性，半衰期10.2分，今有长5厘米宽2厘米厚1厘米的铝板放在中子射线束内受垂直照射，中子能量大于上述能量，流强
热中子截面测量
V-51的热中子俘获截面测量 摘要：利用活化法和相对测量法对截面未知样品V-51进行进行热中子截面的测量，并与标准核数据进行比较，分析误差。 关键词：热中子俘获截面：活化法，相对测量法；Al-27，V-51;半衰期； 一引言
实验目的： 1.熟悉掌握相关实验仪器的原理与使用 2.掌握相对测量法测量热中子界面的基本原理 3.利用所学知识对独立自主设计实验的熟悉 实验原理： 相对测量法： 利用已知热中子截面的Al-27进行活化，对活化后的样品进行γ计数，利用公式 可以得到在该样品活化点的热中子通量，将待 测样品v-51放置在相同活化地点至饱和，利用NaI闪烁体探测器对其进行γ计数，由于在同一活化地点具有相同的通量，所以算出样品v-51的热中子俘获界面。 活化法： 利用样品在中子源的辐照下被活化，通过NaI闪烁体探测器测量活化后样品的γ放射性，可以得到样品活化处的中子通量。 实验器材及软件： NaI闪烁体探测器SG1121（75*75）多道分析系统示波器电光分析天平游标卡尺 中子屏蔽腔（铅）胶带镊子 MCNP 5 多道分析软件MCA16K 实验样品： Al-27 V-51 标准样品源Co-60 Cs-137 实验步骤： 1 熟练掌握MCNP 5 和多道分析软件的使用。 2 测量实验样品的三维尺寸和质量（见表一和表二） 3 利用标准源进行能量刻度。 4 分别将样品放入中子源进行活化（20分钟），活化完成后开始计时（t0=0,t1 ,t2)，利用NaI 闪烁体探测器和多道系统对活化样品进行计数，并且记录相关数据（见表三）。 5 每个样品计数完成后，在相应道数对其进行本地计数的测量并且记录数据（见表四）。 6 利用MCNP5对NaI探测器对活化后样品的探测效率的模拟（见表五）。 7数据处理，利用相对测量法算出V-51的热中子俘获截面。 8 误差分析以及实验总结。
路基纵横断面测量及土石方工程量计算
第三节纵横断面测量及土石方工程量计算 路线定测阶段在完成中线测量以后，还必须进行路线纵、横断面测量。路线纵断面测量 又称为中线水准测量，它的任务是在道路中线测定之后，测定中线上各里程桩（简称中桩）的地面高程，并绘制路线纵断面图，来表示沿路线中线位置的地形起伏状态，主要用于路线 纵坡设计。横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态，并绘制横 断面图，供路基设计、施工放边桩使用，并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩 的距离便可计算施工的土石方数量。 线路纵断面包括路线水准测量和线路纵断面绘制两项内容。其中路线水准测量分两步进 行，首先是沿线路方向设置若干个水准点，按等级水准测量的精度要求测定其高程，称为基 平测量；然后以基平测量所得各水准点高程为基础，按等外水准测量的精度要求分段进行中 线各里程桩地面高程的水准测量，称为中平测量。 一、基平测量 水准点的设置应根据需要和用途的不同，可设置永久性和临时性的水准点。路线起终点 和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点，永久性水准点应埋设标石，也可设置 在永久性建筑物的基础上或用金属标志嵌在基岩上。水准点密度应根据地形和工程需要而定，在丘陵和山区每隔0.5-1km设置一个，在平原地区每隔1-2km设置一个。 基平测量时，应将起始水准点与附近的国家水准点联测，以获得绝对高程，同时在沿线 水准测量中，也应尽量与附近国家水准点联测，形成附合水准路线，以获得更多的检核条件， 当路线附近没有国家水准点或引测有困难时，也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作 为起始水准点的假定高程。 基平测量应使用不低于DS3级水准仪，采用一组往返或两组单程在水准点之间进行观测。水准测量的精度要求，往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足： f f— fh - 30、' L mm（平原微丘区）或一45= L mm（山岭重丘区） 式中L为水准路线长度，以km计（具体可参考《公路勘测规范》（JTJ061-99 ））。 若高差不符值在限差以内，取其高差平均值作为两水准点间高差，否则需要重测。最后 由起始点高程及调整后高差计算各水准点高程。 二、中平测量 中平测量即线路中桩的水准测量，一般以相邻两水准点为一测段，从一水准点开始，用 视线高法逐点施测中桩的地面高程，附合到下一个水准点上。相邻两转点间观测的中桩，称 为中间点。为了削弱高程传递的误差，观测时应先观测转点，垫上或稳定的固定点上，尺子读数至毫米，视线长度不大于中桩的地面上，尺子读数至cm视线长度可适当放长。后观测中间点。转点应立在尺150m中间点尺子应立在紧靠 如图9-14所示，水准仪置于I站后，后视水准点为B M1,前视转点为T P1，将观测结果 分别记入表9-2中的“后视”和“前视”栏内，然后观测将读数分另比入“中视”栏。将仪器搬到n站，后视转点为0=000……,0=120等各中桩点，TP1，前视转点为TP2,然后观 测各中桩地面点，用同法继续想前观测，直至附和到下一点水准点BM2完成一测段的观测工作。
RTK测量纵横断面作业测量方案
已知点: 找已有规划图或设计图，尽量弄来一到三个水准点，越多越好。 如果只有一个水准点，可以在测地形图或断面时把这个点的gps高程测出来，然后用它纠正所有的gps点的高程，这样可能会有较大高程误差。 如果有很多水准点，那就把这些水准点的gps高程都测出来。用拟合后的高程测量纵横断面和地形图，这样测出来的高程就是85国家高程了。 Rtk高程拟合:如果有三个或以上的水准点既有85高程又有gps的高程，那么，在rtk的手簿中就可以输入这些一一对应的高程，从而求用手簿求解出gps高程和85高程间的转换参数，这个参数不是一个常数，随着距离远近会有变化。由于rtk可以方便的测出gps高程，求出高程的转换参数后rtk测量的高程就跟水准测量的高程一样了。 以上问题尽量解决。然后开始以下测量。如果没有水准点。那就用rtk直接测量，先不用管上述部分。 1.在15公里的长的河道上找个两个开阔地架设仪器，即架设一次基站测量七 公里多一点，仪器可以架设在需测量地形图的地方，方便看管。两次架设应有2个重合点，在交接的地方注意做好标记。以便两次基站变动测量出的数据拼接。 2.在rtk手簿上纵横断面使用同一个文件，一次测过来。在测量横断面的过 程中顺便测出纵断面。横断面测量从河中线开始，河中测一个点，垂直河中线两侧最多测五六个点，也许三四个点就可以。只测地形发生变化的地方的点。两侧边界以测到公路的路肩高度为准，另一侧也要达到相当于公路的路肩高度。公路的路肩的边缘测一个，距离过去一米再测一个示意公路的高程即可。刘家台段公路由于路基较低，要测到公路的另一面的山坡上一米高的位置。 3.在需要测设横断面的位置，注意测出漫水桥或函或桥梁的高程。即在有构 筑物的河道上，构筑物的上下的高程都要测出来。 4.纵断面沿着有水的沟走，没水就沿着最低地方走或河沟的中间测，50m采 集一个点即可。 5.每个地形图附近注意保留两个控制点。 6.所有测量中均要注意忽略一些石堆和小于一米高的陡坎。 7.地形图部分除测出河沟、水面和道路的轮廓外，其余没有明显特征点的地 方每20m左右一个高程点即可。
道路纵横断面的实测方法
线路纵、横断面测量 纵断面测量 目的：测定线路中桩处的高程，绘制纵横断面图，为线路设计提供基础资料。 工作步骤："先基平、后中平" 基平就是控制测量，中平就是碎步测量 一、基平测量 1.水准点的设置 （1)横向位置，不易破坏且方便之处，一般离中线50～100m (2)纵向密度 山区：相隔0.5km ～1km ； 平原区：相隔1km ～2km 每5km 、线路起终点、重要工程处，设永久性水准点。 2.基平测量的方法 50-100m 水准点 道路中线 BM1 BM2BM3 山区：0.5~km 平原：1~km
（1）路线 符合水准路线（2）仪器 不低于DS3精度的水准仪或全站仪（3）测量要求：水准测量 按三、四等水准测量规范进行往返测，闭合差不超过20√L 或6√n (mm)(L 为长度（km)n 为测站数。）三角高程测量 一般按全站仪电磁波三角高程测量（四等）规范进行。 用全站仪测高程和水准仪测量高差是不同的，全站仪是在要测量的两点分别架仪器和立棱 镜，水准仪是在两点中间架仪器。 三角高程测量的方法 首先在BM1点架仪器，BM2架棱镜，精确的测量两点 之间的高差。D ·tan α+BM1仪器高-BM2棱镜高，就 可以得到BM2的高程，把两点的高程相减就得到两 点之间的高差，再吧仪器搬到BM2，后视BM1，把两 个高差取平均值，这种方法叫做“对向观测或双向 观测”用同样的方法测BM3。 二、中平测量 1.定义：在基平测量后提供的水准点高程的基础上，测定各个中桩的高程。 2.方法： （1）水准仪法 从一个水准点出发，按普通水准测量的要求，用“视线高法”测出该测段内所有中桩地面高程最后附合到另一个水准点上。 TP 点就是转点（一般情况下是先测设转点再测其它的点） 高差闭合差的限差为：高速、一级公路±30√L 。二级及以下公路±50√L BM1 BM3 BM2 三角高程测量 BM1 TP1 TP2 图形：水准仪中平测量
路线纵断面测量
路线纵断面测量(route profile survey) 目的——测定线路中桩处的高程，绘制纵断面图(profile)，为线路设计提供基础资料。 工作步骤——“先基平(principal leveling)后中平(profile leveling)” 一、基平测量(principal leveling) 1．水准点(bench mark)的设置。 （1）位置：埋设在距中线50~100m，且不易破坏之处。 （2）设置密度：相隔0.5km~1km——山区 相隔1km~2km——平原区 每隔5km、路线起终点、重要工程处，设永久性水准点。2．基平测量的方法 （1）路线——附合水准路线。 （2）仪器 水准仪——不低于DS3精度 全站仪——竖直角观测精度不大于2''，标称精度不低于（5+5×10-6D）mm （3）测量要求 水准测量——一般按三、四等水准测量规范进行。如：要进行往返测，闭合差不超过L ±mm 20 三角高程测量——一般按全站仪电磁波三角高程测量（四等）规范进行。二、中平测量(profile leveling) 1．定义： 在基平测量后提供的水准点高程的基础上，测定各个中桩的高程。 2．方法： （1）水准仪法 从一个水准点出发，按普通水准测量的要求，用“视线高法”测出该测段内所有中桩地面高程，最后附合到另一个水准点上。
高差闭合差的限差为： 高速公路、一级公路：L 50 ±。 ±；二级及以下公路：L 30 其记录格式见表。 （2）全站仪法 先在BM1上测定各转点TP1 、TP2的高程，再在TP1、TP2上测定各桩点的高程。其原理即为三角高程测量原理。 三、纵断面图的绘制 以横坐标为里程，纵坐标为高程。（见图）