Th-U循环相关裂变产额的系统学研究和建库

裂变是Th-U 循环的重要核过程，也是燃料核增殖与嬗变的一个重要环节，研究裂变碎片产额对"探索和发展先进核裂变能体系中的新机理、新方法新技术"具有重要的意义。但是目前国际上相应的产额数据，包括研究手段方法，已经近二十年没有更新。本项目从我国先进核能开发对于重要裂变核的裂变机制和核数据的需求出发，通过改进、发展核裂变的系统学模型(五高斯模型和Zp模型），研究先进燃料核的裂变机制，包括233U、232Th 等燃料核裂变碎片的质量分布和电荷分布，逐步建立和发展自己的既有物理基础、又能辅助实际计算的系统学模型，并建立相应的裂变产额数据库。本项目加强裂变机制方面的系统学研究和建立自己的数据库，有利于提升我国核能发展的自主创新能力。

根据项目的研究计划和安排，我们首先开展了对中子诱发U-233和Th-232裂变产物的独立产额及其链产额的数据评价工作。基于评价后的结果，完成了对U-233和Th-232 等燃料核裂变碎片的质量分布和电荷分布数据的多高斯模型和Zp系统学研究，并通过对比推荐U-Pa同位素的产额数据，首次在国内建立了完备的Th-U循环相关的裂变产额数据库。通过不同拟合参数系统的比较研究，得到了非对称区与对称区裂变产额比随裂变核激发能变化的规律，实现了对Th和U裂变从热中子到14 MeV裂变质量分布的定量描述。独立产额计算表明，U-233热中子裂变的数据是最可靠的，其他裂变系统在两翼及对称区域数据的不确定性较大，但是由于其产额很小，对应用的影响也很小。作为改进系统学模型和Zp模型微观基础的努力，采用宏观-微观模型的方法，建立了具有自己特色的大型五维势能曲面计算模型和程序，为锕系核裂变机制的深入理解奠定了基础。核的表面用五维广义Lawrence形状描述，采用Strutinsky的壳修正方法计算形变核的势能。宏观模型采用Myers-Swiatecki公式和LSD公式，独立粒子势选用了变形核Woods-Saxon势和折叠Yukawa势两种，计算得到了U和Pu元素的势能曲面。通过不同搜索算法得到重要裂变核的最优裂变路径和裂变势垒等关键物理参数，为了从势能曲面提取核结构信息，开展了不同搜索算法研究，进而得到势能曲面上的最优裂变路径、基态点、鞍点和断点等各类关键物理参数。本工作对计算独立粒子能级采用的Woods-Saxson势和折叠Yukawa势进行了比较，发现LSD公式加折叠Yukawa势的组合得到的结果最好。与本工作相关毕业博士生一名，两名博士生在读。受本项目完全资助发表1篇SCI科学论文（Comm. Theor. Phys.），部分资助发表8篇SCI论文(NF,JNIST,NIMA,RSI等杂志)，以上文章均已标注本基金号；还有3篇文章正在准备投稿中。本工作按时完成了研究计划。