12. ФАЙЛ 12. М

1
12. ФАЙЛ 12. МНОЖЕСТВЕННОСТИ
ОБРАЗОВАНИЯ ФОТОНОВ И
ВЕРОЯТНОСТИ ПЕРЕХОДОВ
Файл 12 может использоваться для представления энергетических
зависимостей сечений образования фотонов либо через множественности, либо
через вероятности переходов. Обрабатывающие программы получают абсолютные
сечения образования фотонов используя сечения нейтронных реакций из файла 2
и/или файла 3.
Множественности используются для представления как сечений
образования дискретных фотонов, так и/или интегральных сечений фотонов
непрерывного спектра. Номера МТ в файле 12 обозначают те нейтронные сечения
(из файлов 2 и/или 3), для которых приводятся множественности.
Множественности рекомендуется задавать для описания спектров радиационного
захвата (n,γ), конечно, при условии, что в файле 2 и/или 3 содержится сечение
реакции (n,γ) .
Если схема уровней известна достаточно хорошо, для представления данных
о гамма–спектрах
реакций типа (n,xγ) целесообразно использовать
альтернативный метод – задание вероятностей переходов. В этом случае в файле 12
описывается действительная схема межуровневых переходов в ядре-продукте,
образующемся в реакции определенного типа (заданного номером МТ). Эта
информация может в дальнейшем использоваться вместе с сечениями возбуждения
дискретных уровней, почерпнутыми из файла 3 для вычисления сечений
образования гамма - квантов дискретного спектра. Очевидно, обсуждаемый метод
не подходит для представления интегралов от непрерывных фотонных спектров.
12.1.ФОРМАТ
Каждая секция файла 12 содержит информацию о реакции определенного
типа (под номером МТ) – как в случая задания множественности (LO =1), так и при
задании вероятностей переходов (LO=2). Каждая секция всегда начинается с
записи HEAD и заканчивается записью SEND.
12.1.1. ВАРИАНТ 1 (LO=1): МНОЖЕСТВЕННОСТИ
Зависимость сечений образования фотонов от энергии нейтрона
представляется таблицей пар энергия нейтрона – множественность [E,yk(E)] для
каждого дискретного фотона или для непрерывного спектра фотонов 1 . Индекс k
означает определенный дискретный фотон или же непрерывный спектр. Число
значений этого индекса обозначается NK. Множественность или выход
вычисляется следующим образом:
1
Для каждого номера МТ не должно быть более одного непрерывного спектра.
Если же необходимо разложение этого спектра на несколько частей, то это можно
осуществить в файле 15.
2
где Е - энергия нейтрона, а σ(E) - сечение нейтрона в файле 2 и/или 3, для которого
определена множественность (под номером МТ). Для дискретных фотонов
произведение σkγ(E)
- сечение образования фотона для дискретного k - ого
фотона.
Для
непрерывного
фотонного спектра
σkγ(E) -сечение,
проинтегрированное по энергии фотонов.
В этом случае
где Eγ - энергия фотона (эВ),
абсолютное распределение фотонов в барнах/эВ, а yk(Eγ←E) – относительное
распределение энергий в фотоны/эВ. Величина yk(Eγ←E) дальше может быть
разбита
где
Если в файлах 12 или 13 для заданного номера МТ задается возбуждение
непрерывного спектра, в файле 15 при том же номере МТ должно быть
задано соответствующее нормированное энергетическое распределение. Если
NK>1, для каждого номера МТ в таблицу заносится, как проверочная величина,
полный выход фотонов:
Структура секции для LO =1:
3
< подсекция для k=1>
< подсекция для k=2>
………………
< подсекция для k=NK>
Структура каждой подсекции:
где
NK
ESk
EGk
LP
LF
= количество дискретных фотонов, включая континуум,
= энергия уровня, порождающего фотон. Если же уровень не известен или
если описывается непрерывный фотонный спектра, то ESk=0.0 .
= при LP=0 или 1 – энергия фотона; при LP=2 – энергия связи. Для
непрерывного энергетического распределения
фотонов
следует
задавать EGk =0.0.
= Признак, определяющий источник образования фотона.
LP= 0, источник фотонов не известен, энергия фотона = EGk,
LP= 1, для неизвестных спектров; энергия фотона также просто равна
EGk,
LP= 2, для первичных фотонов, энергия которых EG’k, определяется как
= номер закона распределения энергии фотона
LF= 1, нормированная табличная функция (в файле 15)
LF= 2, дискретная фотонная энергия.
12.1.2. ВАРИАНТ 2 ( LO =2): ВЕРОЯТНОСТИ ПЕРЕХОДОВ.
В этом варианте необходимо задание энергий уровней, вероятностей
переходов между ними и (если нужно) условных вероятностей испускания
фотонов. Имея эту информацию легко можно рассчитать энергии фотонов и их
множественности. Сечения образования фотонов могут быть затем вычислены для
любого заданного уровня с использованием сечения реакции, содержащегося в
файле 3, и вероятности соответствующего перехода. Аналогично могут быть
получены множественности и сечения образования фотонов всего каскада. В
секции для заданного уровня определяются вероятности переходов и вероятности
излучения фотонов, испускаемых только с этого уровня; следующие фотоны
каскада определяются по данным для нижележащих уровней.
________
2) Если общее количество дискретных фотонов и континуума равняется единице
(K=1), то запись TAB1 опускается.
4
Введем следующие величины:
LG
LG=1, простой случай (все переходы сопровождаются испусканием только
γ излучения)
LG=2, сложный случай (происходит внутренняя конверсия и другие
процессы),
NS
количество уровней, находящихся ниже рассматриваемого, включая
основное состояние. (Рассматриваемый уровень определяется однозначно
номером МТ и энергией уровня),
NT
число переходов, для которых данные задаются в последующем
списке (т.е. число ненулевых вероятностей переходов), NT≤NS.
ESi
энергия i - ого уровня, i =0,1,2,… NS. В основном состоянии ES = 0.0.
TPi TPNS,i вероятность прямого перехода с уровня NS из i-й уровень, i=0, 1,
2….
GPi GPNS,i вероятность того, что переход с уровня NS на i-й уровень, будет
сопровождаться испусканием фотонов (т.е. условная вероятность излучения
фотонов).
Bi
B
массив NT дуплетов или триплетов – в зависимости от значения LG.
Заметим, что каждый уровень можно идентифицировать значением NS. При
этом энергия фотона при переходе на i -ый уровень вычисляется как Eγ=ESNS-ESi, а
множественность как y(Eγ←E)=(TPi)(GPi). Предполагается, что вероятность
перехода не зависит от энергии падающего нейтрона.
Структура секции для LO =2:
Если LG=1, последовательность Bi состоит из NT дуплетов [ESi,TPi]; если
LG =2, она включает NT триплетов [ESi,TPi,GPi]
.
В этом случае индекс i пробегает по номерам уровней, лежащих ниже
уровня, для которого задается вероятность перехода (т.е. ниже уровня NS).
Дублеты и триплеты упорядочены по уменьшению энергии уровня, на который
осуществляется переход - ESi.
12.2. Правила
1. В варианте 1 (множественности) подсекции располагаются в порядке
уменьшения EGk.
2. В варианте 1(множественности) подсекции для непрерывного спектра, если она
есть, является последней. В этом случае последнее значение
EGk(EGNK),
приравнивается к нулю.
5
3. В варианте 1(множественности) значения EGk должны совпадать с точностью
до 4-х значащих цифр со значениями EGk в файле 14, где задаются угловые
распределения испускаемых фотонов. Это позволяет перерабатывающим
программам и программам «физической» проверки информации для данного
материала, поставить и соответственные данные о выходах и об угловых
распределениях фотонов.
4. В варианте 1 (множественности) ESk - это энергия уровня, с которого фотон был
испущен. Если значение ESk неизвестно или несущественно (как для непрерывного
фотонного спектра), полагается ESk =0.0.
5. Если сечения захвата и деления задаются резонансными параметрами в файле 2,
то образование фотонов для этих реакций следует задавать в файле 12, используя
Вариант 1, а не сечениями образования фотонов в файле 13, т.к. это потребовало
бы задания огромного количества данных для описания резонансной структуры, и
расчет матриц образования фотонов по этим данным был бы трудно выполним.
6. В варианте 1(множественности) таблица полного выхода Y(E) должна в
точности покрывать энергетический интервал, получаемый объединением
энергетических интервалов, в которых заданы все yk(E) . Внутри этого интервала
должно выполняться соотношение
7. В файле 3 должны быть заданы сечения возбуждения всех уровней, для которых
приводятся вероятности переходов.
8. Объединение всех секций, вне зависимости от используемого варианта, должно
представлять данные для образования фотонов без избыточности. Например, в
секции с МТ=4 не должны описываться фотоны, уже описанные где-нибудь в
секциях с МТ=51-91. Точно так же не должны информационно пересекаться
данные файлов 12 и 13.
9. Если в варианте 1 (множественности)
распределение (NK=1), то запись TAB1
повторения.
задается только одно энергетическое
для Y(E)опускается, чтобы избежать
10. В файле 12 не могут определяться данные для тех типов реакций, которые не
описаны в файлах 2 и/или 3.
11. В варианте 2 (вероятности переходов) энергии уровней ESi в
последовательности вероятностей переходов упорядочены по уменьшению
энергии.
12. Номера MT, для которых определены вероятности переходов, должны
соответствовать всей последовательности уровней (начиная с первого уровня) без
каких-либо пропусков).
6
13. Энергии фотонов, рассчитываемые для переходов с уровня на уровень, в
пределах 4-х значащих цифр должны совпадать со значениями EGk, указанными в
файле 14. Необходимо, следовательно, позаботиться о задании энергий уровней с
достаточным числом знаков.
14. В варианте 2 (вероятности переходов) сумма вероятностей переходов (TPi) по
всем i должна равняться 1.0000 (точнее, эта сумма должна совпадать с единицей с
точностью до пяти значащих цифр).
15. Предельное количество энергетических точек в любой таблице Y(E) или yk(E)
составляет 1000 точек. Это верхний предел, который едва ли можно достичь на
практике, так как выходы – это обычно гладкие функции энергии падающих
нейтронов.
16. Максимальное число интервалов интерполяции – 10.
17. Данные для безпороговых реакций должны задаваться в энергетическом
интервале =10-5 эВ≤ Е ≤ 2x107 эВ (как правило). Данные для пороговых реакций
должны задаваться от пороговой энергии до 2x107 эВ (как правило).
18. Вероятности переходов для реакции (n,n’γ).
а) Использование вероятностей переходов (файл 12, LO=2) – удобный
способ описания той части γ-спектра, которая формируется при снятии
возбуждения с определенных уровней, на которых ядро-продукт образуется в
результате реакций (n,n’γ) или других реакций.
б) Для использования такого представления необходимо соблюдение
нескольких условий. Сечения возбуждения уровней (данные в файле 3 под
номером МТ=51,…) должны определяться с пороговых энергий до максимальной
энергии – как правило 2x107 эВ – без исключений; должны быть известны схемы
распада всех уровней; информация файла 12 должна быть согласованной с
данными файла 13.
с) Зачастую эти условия могут быть выполнены не для всех уровней. Если
схемы распада известны лишь для нескольких первых уровней, то вероятности
переходов можно задавать, конечно, только для них, однако в этом случае сечения
возбуждения этих уровней в файле 3 обязательно должны быть заданы вплоть до
максимальной энергии. К сожалению, последнему условию редко удается
удовлетворить для всех уровней, для которых известны схемы распада. К тому же
по историческим причинам сечения возбуждения уровней порой задаются лишь до
15 МэВ.