裂變產額

簡介

裂變產額有獨立裂變產額和累計裂變產額之分。獨立產額是指直接裂變產生的碎片占裂變總數的分數。某一質量鏈上所有核素的獨立產額之和稱為鏈產額。累計產額是指該核素及其衰變前驅核素獨立產額之和。

由於每次裂變絕大部分產生兩個裂片，因此裂變產額的總和是200%。因為由裂變直接生成的同位素具有放射性，一般是短壽命的，很快通過β、γ 衰變生成質量不變的同位素，於是裂變可以看成產生一系列質量數相同核的衰變鏈。在分析輻照對燃料性能影響時，需要有關生成各類裂變產物數量的數據。

核裂變發生後，新生成的裂片帶有很大的動能並且核中的中子數和質子數之比比較高，因而不穩定，要經歷一連串的β衰變而生成具有同一質量數的幾個核素，形成衰變鏈。因此，裂變後體系中某一種核素的產額分為三種：

①獨立產額，即在裂變產物發生任何β衰變以前，核裂變中直接產生某種特定核素的份額；

②累積產額，即在規定時間內，裂變中直接或間接產生的某種特定核素的份額；

③鏈產額，即裂變中產生某個特定質量數的各種裂片核素的份額之和。測定某一種裂片核素的產額必須獲得兩個實驗值，即確定體系中裂變事件發生的總數和在該體系中產生某一種裂片核素的數目。

測定裂變事件發生總數的早期方法是通過一些有精確截面數據的核反應，先確定熱中子的注量率，再通過它來計算裂變事件數。後來出現的裂變室測量法能真實而準確地記錄裂變事件發生的次數。裂變事件數除了與可裂變核的數量直接有關外，還與可裂變核所處的條件(所在位置的中子注量率、照射時間等)有密切關係。

測定方法通常有兩種：一種是先將要用於產額測定的可裂變核做成一系列的標準靶,在固定的照射條件下，測出其中發生的裂變事件數，從而求得可裂變物質含量與裂變事件數的關係；另一方法是用金的197Au(n,γ)198Au核反應作為標準，來測定單位重量的可裂變物質中發生的裂變事件數。

裂變產額數據在核科學技術和核工程中有著重要的套用，比如在衰變熱、禁止、劑量、燃耗、燃料處理、核廢物處理和安全等方面的計算中都需要裂變產額數據。

在一次破壞性的燃耗化驗中可能只需要一個產額數據就夠了，但在衰變熱計算中需要上千個產額數據。如果涉及幾個裂變系統可裂變核,那么這幾個裂變系統的產額數據都是需要的。

在劑量和禁止計算中，從產額數據計算出的各種輻射的能譜和強度是源項。在核測試中，產額數據用於測定核爆威力。由於核爆產生很寬能量範圍的連續譜中子，需要足夠精度的產額隨不同入射中子能量關係變化的數據，才能將威力算得更準確。

此外，由於大量基礎研究對放射性束的需求,其中豐中子放射性束流主要利用強流質子束轟擊可裂變材料如，對裂變產生的裂變產物進行分離加速，因此對中高能量質子引發裂變的產額數據有越來越多的需求。