Published October 1970 | Version v1
Book

Measurement of activation resonance integrals at infinite dilution with a lithium-drifted germanium gamma-ray spectrometer and comparison with calculated values

  • 1. Comision Nacional de Energia Atomica, Buenos Aires (Argentina)

Description

Activation resonance integrals are cross-sections which can be used to confirm the accuracy of microscopic neutron cross-sections and neutron resonance parameters in the evaluation of reactor-neutron cross-sections. In the past the accuracy of neutron cross-sections has been frequently limited by the poor resolution of the measuring instruments used and the consequent inability to separate completely the desired activity from other activities in the sample. The high resolution attainable with a lithium-drifted germanium gamma-ray spectrometer makes it possible by activation analysis of the samples to select an energy region which is completely free from contaminants and furthermore to include the standard in the sample so as to avoid, by simultaneous measurement of photo-peaks relating to the standard and the unknown, the need for weight calibrations and corrections due to slight differences in irradiation position and counter geometry. The flux in the RA-1 reactor where the irradiations were made was sufficiently large (2 x 1012 n/cm2 s) to permit the use of samples with negligible self-shielding correction. The reactor spectrum at the irradiation site was calculated by means of multi-group diffusion theory and a correction factor allowing for the slight deviation from the 1/E spectrum was applied to the resonance integral. In consequence the systematic errors which have been common in the majority of previous resonance integral determinations, such as insufficient discrimination of spurious activities, self-shielding of epithermal neutrons and uncertain or incomplete description of the thermal spectrum at the irradiation site have been carefully avoided in the present method. This technique has been used to obtain an accurate determination of the ratio of the activation resonance integral to the thermal cross-section either by measurement of the cadmium ratio or by comparing the ratios in a reactor spectrum and in a quasi-thermal spectrum in respect of 28 isotopes (of mass number less than 220). Where serious doubts exist on the accuracy of the published values for thermal activation cross-sections, an absolute determination of the activation resonance integral was performed. Up-to-date neutron resonance parameters have also been used to calculate the resonance integrals for 23 isotopes. From the final results presented a better agreement is observed with the calculated values than in previous experimental determinations. Serious deviations from previous determinations are discussed in the light of present data on neutron resonance parameters. (author)

Abstract (Spanish)

Integrales de resonancia de activacion son secciones efectivas que pueden ser usadas para comprobar la exactitud de las secciones eficaces neutronicas microscopicas y los parametros neutronicos de resonancia por los evaluadores de secciones eficaces neutronicas para reactores. En el pasado la exactitud de las secciones eficaces neutronicas ha estado a menudo limitada por la pobre resolucion de los instrumentos de medicion usados, que impedia la completa separacion de la actividad analizada de otras actividades en las muestras. La alta resolucion alcanzable con un detector de rayos gamma de Ge con litio difundido permite mediante analisis de activacion de las muestras, seleccionar una region de energia que este completamente libre de contaminantes y, ademas, incluir el standard dentro de las muestras, por lo que la simultanea medicion de los fotopicos del standard y la incognita eliminan calibraciones de peso y correccion debidas a ligeras diferencias en la posicion de irradiacion y contaje. El flujo en el reactor RA-1 donde las irradiaciones fueron hechas era lo suficientemente grande (2.1012 n/cm2 s) para permitir el uso de muestras con correccion de despreciable. El espectro del reactor en el lugar de irradiacion fue calculado con teoria de difusion a multigrupos y un factor de correccion que tiene en cuenta la pequena desviacion del espectro del reactor del espectro 1/E fue aplicada a la integral de resonancia. Por lo tanto errores sistematicos que son comunes a la mayoria de las determinaciones previas de integrales de resonancia como deficiente discriminacion de actividades espureas, de neutrones epitermicos y descripcion incierta o incompleta del espectro epitermal en el lugar de irradiacion han sido cuidadosamente evitados por la tecnica presente. Esta tecnica ha sido usada para hacer deter- minaciones exactas de la relacion de la integral de resonancia a la seccion eficaz termica midiendo ya sea la relacion de Cd o las relaciones relativas en el espectro de un reactor y un espectro termico para 28 isotopos (con numero de masa menor que 220). En algunos casos que existian serias dudas sobre la exactitud de las determinaciones publicadas de secciones eficaces termicas de activacion se hizo una determinacion absoluta de la integral de resonancia de activacion. Igualmente, parametros de resonancia neutronicas puestos al dia se usaron para hacer calculos de las integrales de resonancia para 23 isotopos. Los resultados finales son presentados, y se observa que el acuerdo con los valores calculados son mayores que los resultados experimentales anteriores de otros investigadores, las discrepancias serias con los valores anteriores son discutidas teniendo en cuenta el actual conocimiento de los parametros de resonancia neutronica. (author)
Part of:
Nuclear data for reactors. Proceedings of the second international conference. Vol. II

Additional details

Additional titles

Original title (Spanish)
Medidas de integrales de resonancia de activacion a dilucion infinita con un espectrometro de rayos gamma de Ge-Li y comparacion con los valores calculados

Publishing Information

Publisher
IAEA
Imprint Place
Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
Imprint Title
Nuclear data for reactors. Proceedings of the second international conference. Vol. II
Imprint Pagination
976 p.
Series
Proceedings series
Journal Page Range
p. 589-601
ISSN
0074-1884

Conference

Title
2. international conference on nuclear data for reactors
Dates
15-19 Jun 1970
Place
Helsinki (Finland)

Optional Information

Notes
39 refs, 4 tabs
Secondary number(s)
IAEA-CN--26/1