Cross section measurement in reactor spectrum: 55Mn(n,2n), 90Zr(n,2n), 127I(n,2n)

Abstract

This diploma thesis deals with the validation of spectral average cross-sections (SACS) of 55 Mn(n,2n)54 Mn, 90 Zr(n,2n)89 Zr, 127 I(n,2n)126 I reactions in well-defined LR-0 reactor spectrum. The measurement of SACS for selected reactions is of high interest because they are used for the practical reactor dosimetry. Various experiments for description of neutron field in reactor and detector characterization, which are necessary for validation, are described. The spectral average cross-sections are derived from Net Peak Areas of irradiated samples measured using a semiconductor high purity germanium detector. Obtained result were compared with MCNP6 calculations using ENDF/B-VII.0, ENDF/B-VII.1, JEFF-3.1, JEFF-3.2, JENDL-3.3, JENDL-4, ROSFOND-2010, CENDL-3.1 and IRDFF nuclear data libraries. Notable discrepancies were found in 90 Zr(n,2n)89 Zr and 127 I(n,2n)126 I reactions. This thesis also contains a theoretical basis for the interaction of neutrons with matter.

Tato diplomová práce se zabývá ověřováním účinných průřezů, průměrovaných přes spektrum, pro 55 Mn(n,2n)54 Mn, 90 Zr(n,2n)89 Zr, 127 I(n,2n)126 I reakce v dobře definovaném neutronovém spektru reaktoru LR-0. O měření účinných průřezů průměrovaných přes spektrum pro vybrané reakce je velký zájem kvůli tomu, že jsou tyto reakce používány v praktické reaktorové dozimetrii. V práci je popsáno několik experimentů, provedených pro popis neutronového pole v reaktoru a pro charakterizaci detektoru, které jsou pro ověřování účinných průřezů nezbytné. Účinné průřezy průměrované přes spektrum jsou získány z Net Peak Area ozařovaných vzorků a měřených polovodičovým HPGe detektorem. Získané výsledky byli porovnány s výpočty MCNP6 za použití knihoven jaderných dat ENDF/B-VII.0, ENDF/B-VII.1, JEFF-3.1, JEFF- 3.2, JENDL-3.3, JENDL-4, ROSFOND-2010, CENDL-3.1 a IRDFF. Největší odchylky byli nalezeny pro 90 Zr(n,2n)89 Zr a 127 I(n,2n)126 I reakce. Tato práce také zahrnuje teoretický základ pro interakci neutronů s látkou.