大亚湾乏燃料中微子能谱计算研究

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中微子物理是目前粒子物理和宇宙学的研究热点之一,它是突破标准模型并发现新物理的关键,中微子振荡对解释正反物质不对称及宇宙起源等问题具有重要意义。θ13是中微子振荡的6个基本参数之一,其大小决定着中微子物理研究的发展方向。大亚湾中微子实验通过比较远近点的中微子流强和能谱来精确测量θ13。反应堆中微子能谱主要由四种主要核素裂变产生的中微子能谱构成。四核素中微子能谱依赖于ILL实验对裂变核素能谱的测量,忽略了非平衡态核素的贡献,而乏燃料长寿命同位素衰变产生的中微子会对实验产生持续影响。对高精度反应堆中微子能谱来说,四核素中微子能谱的非平衡态修正和乏燃料的中微子能谱非常重要。已有的研究中,都是选取长寿命核素,通过计算各核素的活度和各自的中微子能谱来计算乏燃料中微子能谱和流强。但大多采用了简单模型,考虑的核素较少,且没有考虑燃耗过程的中子通量密度的变化。除此之外,乏燃料中微子能谱要根据乏燃料组件的燃耗数据进行计算,而之前的计算中,采用了估计的方法,基本没有利用燃耗数据。针对已有乏燃料中微子能谱研究的不足,本文采用了更精细的方法进行了乏燃料中微子能谱及流强研究。(1)采用了核工程上已经验证的软件,考虑了2000多种核素的燃耗,另外燃耗过程中考虑了中子通量密度的变化,上述措施可以保证我们计算的乏燃料的活度具有较高的精度;(2)考虑了大亚湾核电站及岭澳核电站6个反应堆乏燃料水池中乏燃料的燃耗信息,并且考虑了乏燃料中微子能谱随卸出时间的变化;(3)首次采用大亚湾中微子实验数据分析了乏燃料贡献。但由于可供分析乏燃料中微子能谱的实验数据的统计量不足,实验分析结果误差较大,但在误差范围内,实验数据与理论预期吻合较好。
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