基于實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的氣體樣品(n,α)反應(yīng)截面測(cè)量方法研究

胡益?zhèn)?，崔增琪，?杰，白浩帆，夏 聰，江浩雨，陳金象，張國(guó)輝

(北京大學(xué) 物理學(xué)院 重離子物理研究所 核物理與核技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100871)

氣體廣泛存在于核設(shè)施中，如氦氣被用作氣冷快堆的冷卻劑[1]，235U裂變會(huì)在反應(yīng)堆燃料包殼內(nèi)產(chǎn)生惰性氣體，還會(huì)滲透到冷卻劑中[2]。惰性氣體難于以固體形式存在，因此研究氣體樣品(n,α)反應(yīng)截面測(cè)量方法尤為重要。

近50年來(lái)，基于屏柵電離室在快中子能區(qū)測(cè)量氣體樣品反應(yīng)截面的工作，國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)工作開展，國(guó)外僅有2個(gè)實(shí)驗(yàn)。日本東北大學(xué)的Sanami等[3-4]最先在11.5、12.8、14.1 MeV能點(diǎn)測(cè)量了12C(n,α0)、16O(n,α0)、16O(n,α123)反應(yīng)，利用中子準(zhǔn)直器和陰、陽(yáng)極信號(hào)的時(shí)間信息，分離出了扣除壁效應(yīng)后的氣體樣品事件，結(jié)合反沖質(zhì)子探測(cè)器[5]測(cè)量了中子注量，但未得到系統(tǒng)性的截面測(cè)量結(jié)果。俄羅斯IPPE的Khryachkov等[6-9]在2006—2013年間采取了與Sanami等[3-4]類似的方法系統(tǒng)測(cè)量了多種氣體樣品的(n,α)反應(yīng)，但測(cè)到的截面相比評(píng)價(jià)庫(kù)有系統(tǒng)性偏差。如16O(n,α)反應(yīng)截面較ENDF/B-Ⅶ高出80%[7]，14N(n,α0)反應(yīng)截面在4～6 MeV能區(qū)僅前人測(cè)量結(jié)果以及ENDF/B-Ⅶ評(píng)價(jià)結(jié)果的1/3[7]。分析表明，氣體樣品測(cè)量中主要存在3個(gè)方面的問(wèn)題，即樣品核數(shù)的確定問(wèn)題、待測(cè)事件挑選問(wèn)題以及中子注量測(cè)量問(wèn)題。本文基于本課題組固體樣品測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，建立一套氣體樣品(n,α)反應(yīng)截面實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。為解決前人數(shù)據(jù)測(cè)量中存在的問(wèn)題而采用實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法，并利用該方法對(duì)14N(n,α0)反應(yīng)的相對(duì)截面進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量。

1 測(cè)量原理

屏柵電離室是測(cè)量氣體樣品核反應(yīng)的常用探測(cè)器，本工作使用的屏柵電離室及信號(hào)獲取沿用固體樣品測(cè)量系統(tǒng)[10]。待測(cè)氣體混入屏柵電離室工作氣體內(nèi)，氣體樣品核受中子輻照會(huì)發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生帶電粒子，帶電粒子在工作氣體內(nèi)沉積能量，在其徑跡上產(chǎn)生大量電子-離子對(duì)。在電場(chǎng)作用下，陰極與柵極之間的電子會(huì)穿過(guò)柵極抵達(dá)陽(yáng)極，并在陰、陽(yáng)極上產(chǎn)生感應(yīng)電荷。理想情況下，陰極信號(hào)在電子團(tuán)產(chǎn)生時(shí)刻就出現(xiàn)，而陽(yáng)極信號(hào)則在電子團(tuán)穿過(guò)柵極時(shí)才出現(xiàn)，陰、陽(yáng)極信號(hào)最大幅度比值與電子團(tuán)的電離密度重心到柵極的距離呈正比[11]。

當(dāng)核反應(yīng)發(fā)生在靠近極板邊緣(電場(chǎng)不均勻)區(qū)域時(shí)，帶電粒子的能量不能被全部收集，因此有z方向(D+離子束流方向)、r方向(垂直z方向)壁效應(yīng)。壁效應(yīng)導(dǎo)致待測(cè)事件因能量較低而脫離事件區(qū)，被本底覆蓋而難以統(tǒng)計(jì)。測(cè)量氣體樣品(n,α)反應(yīng)截面，首先要選出在陰-柵極之間無(wú)壁效應(yīng)的空間區(qū)域并計(jì)算樣品核數(shù)，再分離并統(tǒng)計(jì)出有效區(qū)域內(nèi)待測(cè)核反應(yīng)事件數(shù)，最后測(cè)量有效區(qū)域內(nèi)的中子注量。

1) 樣品核數(shù)。測(cè)量工作氣體的溫度與氣壓，并根據(jù)有效區(qū)域體積和氣體成分計(jì)算樣品核數(shù)。2) 待測(cè)核反應(yīng)事件數(shù)。放置中子準(zhǔn)直器使電場(chǎng)不均勻區(qū)域內(nèi)的中子通量下降3個(gè)數(shù)量級(jí)，有效減少事件區(qū)內(nèi)有r方向壁效應(yīng)的事件份額，并結(jié)合模擬將其扣除；再分析陰、陽(yáng)極信號(hào)的起始時(shí)間差，消除z方向壁效應(yīng)。

3) 中子注量。采用238U樣品測(cè)量238U(n,f)裂變事件數(shù)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裂變截面得到238U樣品處中子注量，再用SuperMC模擬計(jì)算氣體樣品有效區(qū)域與238U樣品位置的中子注量比，得到有效區(qū)域內(nèi)的中子注量。

2 測(cè)量裝置

實(shí)驗(yàn)布局如圖1所示，實(shí)驗(yàn)裝置由中子源、準(zhǔn)直器、屏柵電離室、液體閃爍體組成。圖1中最左邊為D氣體靶中子源，準(zhǔn)直器靠近中子源，屏柵電離室陰極極板距離中子源45 cm，液體閃爍體距離中子源3 m，中軸均與D+離子束流方向重合。

2.1 中子源與液體閃爍體

為測(cè)出14N(n,α0)反應(yīng)激發(fā)函數(shù)[12]的共振結(jié)構(gòu)，需要中子源的主中子單能性好于0.1 MeV。本實(shí)驗(yàn)基于北京大學(xué)4.5 MV靜電加速器，采用直徑1.0 cm、長(zhǎng)度2.0 cm、壓強(qiáng)60.79 kPa的D氣體靶，通過(guò)2H(d,n)3He反應(yīng)產(chǎn)生準(zhǔn)單能中子。實(shí)驗(yàn)選取能量2.145～2.774 MeV，流強(qiáng)1.0～1.5 μA的氘離子束流，在主中子區(qū)平均能量為4.71、4.87、5.00、5.12、5.29、5.45 MeV的6個(gè)中子能點(diǎn)對(duì)14N(n,α0)反應(yīng)截面進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中用EJ309液體閃爍體探測(cè)器采用反沖質(zhì)子解譜法[13]對(duì)中子能譜進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，以扣除低能中子干擾。測(cè)量得到的6個(gè)能點(diǎn)的能譜如圖2所示，圖中相對(duì)強(qiáng)度根據(jù)主中子強(qiáng)度進(jìn)行了歸一。

圖2 測(cè)量得到的中子能譜Fig.2 Measured neutron energy spectra

2.2 屏柵電離室

屏柵電離室由1對(duì)共陰極電離室組成，靠近中子源的一側(cè)為01側(cè)，另一側(cè)為02側(cè)。陽(yáng)極、陰極、柵極均為邊長(zhǎng)156 mm的正方形，極板的中心法線均與中子源的中軸重合。陰極-柵極間距為(62.03±0.55) mm，柵極-陽(yáng)極間距為(14.22±0.02) mm，屏蔽極-陽(yáng)極間距為(10.45±0.49) mm(極板間距取多次游標(biāo)卡尺測(cè)量的平均值，誤差為平均值與測(cè)量值的最大偏差)。工作氣體選用在26.4 ℃下200.1 kPa的10.5%Kr+4.3%CO2+85.2%N2。238U標(biāo)準(zhǔn)樣品放置在01側(cè)的屏蔽極上，與01側(cè)陽(yáng)極構(gòu)成平行極板電離室，通過(guò)238U裂變測(cè)量中子注量。238U樣品內(nèi)的核數(shù)為(2.064±0.009)×1019[14]。圖1中高度均為h，由虛線方框標(biāo)出的兩個(gè)圓柱區(qū)域?yàn)闊o(wú)z方向壁效應(yīng)區(qū)域，h為(31.02±0.28) mm，與陰極和柵極的距離均為15.0 mm。在h確定的前提下各取半徑R為40 mm的圓柱形區(qū)域?yàn)橛行^(qū)域(圖1黃色區(qū)域)。有效區(qū)域?yàn)楦鶕?jù)實(shí)驗(yàn)條件選擇出來(lái)的在陰極、柵極之間，氣體樣品的核反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生z方向、r方向壁效應(yīng)的區(qū)域，每個(gè)有效區(qū)域的14N核數(shù)均為(1.287±0.012)×1022。

2.3 準(zhǔn)直器

采用準(zhǔn)直器對(duì)4π立體角內(nèi)的源中子進(jìn)行準(zhǔn)直，從而減少r方向壁效應(yīng)事件份額。準(zhǔn)直器材料和形狀的選擇基于SuperMC[15-17]模擬，以確保滿足實(shí)驗(yàn)需要。本工作首先制作了長(zhǎng)30 cm、寬和高均為20 cm的聚乙烯準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器距中子源2.0 mm，距電離室外壁8.0 mm，準(zhǔn)直器入口半徑8.1 mm，出口半徑21.7 mm；隨后利用一塊BAS-TR2025熒光屏[18]與質(zhì)子轉(zhuǎn)換屏的復(fù)合結(jié)構(gòu)測(cè)量中子，另一塊BAS-TR2025熒光屏測(cè)量γ本底，采取快中子照相方法[19]驗(yàn)證準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直性能?？熘凶诱障鄬?shí)驗(yàn)采用直徑1.0 cm、長(zhǎng)度2.0 cm，壓強(qiáng)303.975 kPa的D氣體靶，主中子能量為5.00 MeV，利用流強(qiáng)1.0～1.5 μA的氘離子束流照射6 h，成像的空間分辨率為1.0 mm。最后利用EJ-309液閃探測(cè)器測(cè)量了準(zhǔn)直后的中子能譜。實(shí)驗(yàn)表明，準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直效果與模擬符合良好(圖3a)，且未降低中子能譜的單能性(圖3b)。根據(jù)SRIM模擬[20]，5.00 MeV的α粒子在該實(shí)驗(yàn)工作條件下射程為17.6 mm，在中子強(qiáng)度的一半處產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)生點(diǎn)到極板邊緣的距離為51.0 mm，該距離較α粒子射程更大，不會(huì)有r方向壁效應(yīng)。經(jīng)以上驗(yàn)證，該準(zhǔn)直器的性能滿足實(shí)驗(yàn)需求。

圖3 中子束經(jīng)準(zhǔn)直器后在238U樣品所在平面的中子強(qiáng)度分布實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模擬結(jié)果(a)及準(zhǔn)直器對(duì)中子能譜的影響(b)Fig.3 Experimental and simulated results of neutron intensity in 238U sample after collimator (a) and effect of collimators on neutron energy spectra (b)

3 實(shí)驗(yàn)?zāi)M

模擬可優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，保證待測(cè)事件不會(huì)被本底覆蓋。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，也可根據(jù)模擬劃分事件區(qū)。若待測(cè)事件被本底覆蓋，模擬也可給出探測(cè)效率。且模擬可用來(lái)扣除r方向壁效應(yīng)份額，提高測(cè)量精度。模擬方法已經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[11]，本次模擬考慮到了工作氣體中的14N(n,α0)、14N(n,α1)、14N(n,p)、16O(n,α)和78,80,82,83,84,86Kr(n,α)等核反應(yīng)，得到整個(gè)屏柵電離室內(nèi)的氣體樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)量譜預(yù)測(cè)結(jié)果。模擬基于蒙特卡羅方法，代碼采用Matlab-2019b[21]構(gòu)建，核反應(yīng)角分布由TALYS-1.95[22]計(jì)算，核反應(yīng)截面由ENDF/B-Ⅷ.0評(píng)價(jià)庫(kù)歸一，帶電粒子在工作氣體內(nèi)的射程及能損用SRIM-2013[20]計(jì)算，中子通量隨空間的分布利用SuperMC計(jì)算，中子能譜采用液閃探測(cè)器測(cè)量結(jié)果(圖2)。模擬考慮到了屏柵電離室極板對(duì)帶電粒子的阻擋，對(duì)進(jìn)入電場(chǎng)均勻區(qū)域的事件進(jìn)行了詳細(xì)模擬。

準(zhǔn)直后，屏柵電離室內(nèi)部各空間點(diǎn)單位面積相對(duì)平均中子數(shù)Φ的模擬結(jié)果示于圖4，橫坐標(biāo)為空間點(diǎn)在z方向上的投影(以陰極中心為原點(diǎn)，根據(jù)陰極中心點(diǎn)歸一)，縱坐標(biāo)為空間點(diǎn)z方向的垂線距離。SuperMC模擬考慮了D氣體靶金屬靶頭、D氣、聚乙烯準(zhǔn)直器、中子大廳空氣對(duì)中子的影響。

蒙特卡羅模擬時(shí)，會(huì)根據(jù)核反應(yīng)產(chǎn)生點(diǎn)的位置，按照?qǐng)D4的Φ賦予權(quán)重，最終預(yù)測(cè)得到陰極-陽(yáng)極幅度二維譜和陽(yáng)極幅度-陰極、陽(yáng)極信號(hào)起始時(shí)間差二維譜。作為例子，圖5為在5.00 MeV 02側(cè)的模擬結(jié)果。由圖5a可知，該實(shí)驗(yàn)條件下14N(n,α0)反應(yīng)在有效區(qū)域內(nèi)的事件區(qū)不會(huì)被本底覆蓋。

圖4 電離室內(nèi)部單位面積相對(duì)平均中子數(shù)Fig.4 Relative average number of neutrons per unit area inside ionization chamber

圖5 5.00 MeV的模擬結(jié)果Fig.5 Simulation result at 5.00 MeV

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

4.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地在中子能量為4.71、4.87、5.00、5.12、5.29和5.45 MeV的能點(diǎn)測(cè)量了14N(n,α0)反應(yīng)的相對(duì)截面，在每個(gè)能點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

1) 調(diào)整D+離子束流能量到各能點(diǎn)對(duì)應(yīng)值，并打開EJ309液體閃爍體探測(cè)器檢驗(yàn)中子能譜，檢驗(yàn)完成后關(guān)閉EJ309液體閃爍體探測(cè)器；

2) 打開電離室的陰極、陽(yáng)極信號(hào)獲取系統(tǒng)，測(cè)量氣體樣品事件；

3) 與步驟2同時(shí)打開電離室屏蔽極信號(hào)獲取系統(tǒng)，測(cè)量238U(n,f)反應(yīng)的裂變事件；

4) 與步驟2同時(shí)打開EJ309液體閃爍體探測(cè)器信號(hào)獲取系統(tǒng)，測(cè)量中子能譜；

5) 步驟2后3 h，同時(shí)關(guān)閉所有獲取系統(tǒng)，保存并備份數(shù)據(jù)。

4.2 信號(hào)處理

電離室的陰極、陽(yáng)極信號(hào)幅度會(huì)隨著電子學(xué)系統(tǒng)的放電呈e指數(shù)衰減[23]，不僅影響信號(hào)幅度大小，且影響信號(hào)起始點(diǎn)的選取。本工作對(duì)測(cè)量得到的陰、陽(yáng)極波形信號(hào)先通過(guò)傅里葉濾波方法過(guò)濾掉高頻噪聲得到Aorigin(n)，再擬合信號(hào)衰減端得到e指數(shù)衰減系數(shù)RC，最后通過(guò)退卷積的方法得到修正信號(hào)Areal(n)：

(1)

其中：Aorigin(n)為原始信號(hào)在第n個(gè)采樣點(diǎn)的幅度；Ct為相鄰采樣點(diǎn)的時(shí)間差，10 ns；diffAreal(n)為退卷積以后的微分信號(hào)在第n個(gè)采樣點(diǎn)的幅度；Areal(n)為退卷積以后的修正信號(hào)在第n個(gè)采樣點(diǎn)的幅度。

根據(jù)修正后的波形信號(hào)，得到待測(cè)事件的時(shí)間和幅度信息，圖6給出陰極、陽(yáng)極信號(hào)修正處理實(shí)例。

圖6 陰極、陽(yáng)極信號(hào)修正處理Fig.6 Schematic diagram of correction processing of cathode and anode signals

利用陰極-陽(yáng)極幅度二維譜，可將待測(cè)14N(n,α0)事件和本底分離。作為例子，圖7a為5.00 MeV能點(diǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到02側(cè)的陰極-陽(yáng)極幅度二維譜。通過(guò)與模擬結(jié)果比對(duì)得知，上部方框內(nèi)部為14N(n,α0)事件區(qū)。為消除z方向壁效應(yīng)，只選取有效體積內(nèi)產(chǎn)生的14N(n,α0)反應(yīng)事件。由陰陽(yáng)信號(hào)的起始點(diǎn)時(shí)間差即可得到核反應(yīng)產(chǎn)生點(diǎn)到陰極板的距離，如圖7b所示。若陰極信號(hào)起始點(diǎn)與陽(yáng)極信號(hào)起始點(diǎn)同時(shí)，則核反應(yīng)在柵極處(距離陰極60 mm)發(fā)生；若陰極信號(hào)起始點(diǎn)與陽(yáng)極信號(hào)起始點(diǎn)時(shí)間差最大，則核反應(yīng)在陰極產(chǎn)生。由于有效區(qū)域到陰極、柵極的距離均為15 mm，故陽(yáng)極幅度-陰陽(yáng)信號(hào)起始點(diǎn)時(shí)間差二維譜中間的1/4到3/4寬度為在有效體積內(nèi)發(fā)生的核反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)測(cè)量的陰極-陽(yáng)極幅度二維譜(圖7a)以及陽(yáng)極幅度-陰陽(yáng)信號(hào)起始點(diǎn)時(shí)間差二維譜(圖7b)與模擬結(jié)果(圖5a、b)相比均有所傾斜，原因是由于相比起柵極，在陰極附近產(chǎn)生的電子團(tuán)到達(dá)柵極的漂移時(shí)間更長(zhǎng)，電子會(huì)被工作氣體吸附更多[23]，導(dǎo)致陽(yáng)極幅度更低。測(cè)量結(jié)果在300～450道之間有一部分事件在模擬中不存在，可能是本次實(shí)驗(yàn)采用的聚乙烯準(zhǔn)直器含氫，其本身就是1個(gè)中子散射體，會(huì)在整個(gè)能區(qū)均勻產(chǎn)生散射中子。因此，在4.00～4.99 MeV區(qū)間仍有少量未被液閃探測(cè)器分辨的低能中子，其事件的份額難以通過(guò)模擬扣除。

圖7 5.00 MeV的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果Fig.7 Measurement results at 5.00 MeV

由于未能完全扣除低能中子的干擾，且α粒子面向柵極出射時(shí)的事件區(qū)有所偏移，本方法統(tǒng)計(jì)事件數(shù)時(shí)將會(huì)存在系統(tǒng)性偏差，故本次工作得到了相對(duì)測(cè)量結(jié)果。

4.3 待測(cè)事件

圖8 模擬的中子能點(diǎn)為5.00 MeV時(shí)02側(cè)的有效區(qū)域和無(wú)z方向壁效應(yīng)區(qū)域的陽(yáng)極幅度譜Fig.8 Simulation result of anode amplitude spectra of 02 side of active area and area without z axial wall effect at 5.00 MeV

(2)

4.4 單位面積平均中子數(shù)

本工作把通過(guò)02側(cè)有效區(qū)域與238U樣品位置的中子注量比值稱為轉(zhuǎn)換系數(shù)G，計(jì)算公式如下：

(3)

其中：φU為238U樣品處的加權(quán)中子注量；φ02為02側(cè)的有效區(qū)域內(nèi)的加權(quán)中子注量；r為空間點(diǎn)到中子束流中心軸的距離；z為空間點(diǎn)到陰極極板垂線距離，求和號(hào)表示對(duì)指定r和z范圍內(nèi)模擬的Φ離散值求積分；Φc為用作強(qiáng)度歸一的陰極中心的Φ。

通過(guò)G，結(jié)合裂變計(jì)數(shù)，即可得到02側(cè)有效區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生核反應(yīng)的φ02：

(4)

圖9 5.00 MeV 中子能點(diǎn)測(cè)量238U樣品的屏蔽極信號(hào)得到的陽(yáng)極投影譜和陽(yáng)極模擬譜Fig.9 Measured and simulated anode amplitude spectrum for measurement of 238U(n,f) reaction at 5.00 MeV

4.5 相對(duì)截面

由式(2)～(4)，氣體樣品核(n,α)反應(yīng)相對(duì)截面σα的計(jì)算公式如下：

(5)

根據(jù)誤差傳遞和合成公式，相對(duì)截面σα不確定度可由式(5)中各項(xiàng)的不確定度合成得到：

(6)

14N(n,α0)反應(yīng)相對(duì)截面實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果在圖10中給出，灰色圓點(diǎn)為k取1時(shí)(相對(duì)截面修正系數(shù)為1時(shí))的結(jié)果，與Gabbard等[26]的結(jié)果在誤差范圍內(nèi)符合，但由于未扣除低能中子本底對(duì)14N(n,α0)反應(yīng)事件的影響，相比起評(píng)價(jià)庫(kù)(ENDF/B-Ⅷ.0、ENDF/B-Ⅶ.1、JEFF-3.3、CENDL-3.1和RONSFOND-2010)[12]及其他前人數(shù)據(jù)(Morgan[27]、Scobel等[28]、Khryachkov等[7])均偏高。紅色三角為k=0.897 9時(shí)的結(jié)果，可看到所有能點(diǎn)均在誤差范圍內(nèi)與ENDF/B-Ⅷ.0庫(kù)相符；5.29 MeV能點(diǎn)相對(duì)偏高，是由于該反應(yīng)在5.1～5.3 MeV能區(qū)，14N(n,α0)反應(yīng)截面急劇下降，微小的能量差別將引起反應(yīng)截面的巨大變化，因此低能中子在事件區(qū)產(chǎn)生的干擾更嚴(yán)重，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高。

圖10 4.7～5.5 MeV中子能區(qū)14N(n,α0)反應(yīng)截面實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與前人數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)庫(kù)對(duì)比Fig.10 Present 14N(n,α0) cross sections compared with evaluations and existing measurements between 4.7-5.5 MeV

5 結(jié)論

本工作建立了快中子誘發(fā)氣體樣品(n,α)反應(yīng)截面測(cè)量方法，解決了以下問(wèn)題。

1) 氣體樣品核數(shù)確定，利用準(zhǔn)直器、信號(hào)時(shí)間信息選定氣體樣品有效區(qū)域，確定核數(shù)。

2) 中子注量測(cè)量，結(jié)合238U樣品的238U(n,f)反應(yīng)測(cè)量和SuperMC模擬，并利用液閃探測(cè)器測(cè)量的中子能譜扣除低能中子裂變事件，確定有效區(qū)域的中子注量。

3) 待測(cè)事件挑選，利用模擬扣除了無(wú)z方向壁效應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的事件在有效區(qū)域的份額，消除了極板邊緣事件對(duì)結(jié)果的影響。本次測(cè)量的絕對(duì)截面相對(duì)于評(píng)價(jià)庫(kù)偏高，目前認(rèn)為比較大的可能性是本次實(shí)驗(yàn)在主中子能區(qū)附近含有被聚乙烯準(zhǔn)直器散射而引發(fā)的低能中子。雖然其相對(duì)強(qiáng)度低至難以測(cè)量，但由于14N(n,α0)反應(yīng)截面較大，會(huì)產(chǎn)生難以扣除的低能中子事件本底，最終只能得到了相對(duì)截面。相對(duì)截面的相對(duì)趨勢(shì)與各評(píng)價(jià)庫(kù)均符合良好。

在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，將會(huì)改用銅質(zhì)準(zhǔn)直器，通過(guò)減少準(zhǔn)直器引發(fā)的低能散射中子來(lái)解決低能中子事件干擾的問(wèn)題，使14N(n,α0,1)反應(yīng)均不會(huì)被低能中子產(chǎn)生的14N(n,α0)反應(yīng)的事件覆蓋。并通過(guò)以上改進(jìn)，在下次實(shí)驗(yàn)中將系統(tǒng)性地測(cè)量14N(n,α0,1)反應(yīng)的絕對(duì)截面。

感謝俄羅斯杜布納聯(lián)合核子所的Yu. M. Gledenov教授和E. Sansarbayar博士提供實(shí)驗(yàn)所需的雙屏柵電離室。