20. КАЛЬЦИЙ

20. КАЛЬЦИЙ
В ФОНД-2.2 полный набор данных содержится только для природного кальция.
Для стабильных и радиоактивных изотопов приняты оценки нейтронных сечений изEAF3.
В ENDF/B-VII содержатся данные только для природного кальция (M.B.Chadwick,
P.Young, C.Fu, 1997).
В JENDL-3.3 приведены полные данные для всех стабильных изотопов (M.
Hatchya, 1987)
В JEFF-3.1 содержатся более свежие оценки данных для стабильных изотопов
(A..Koning,2004)
20.1. Кальций-40
Содержание в естественной смеси 96.941%.
В оценке JEFF-3.1 область разрешенных резонансов простирается до 500кэВ. Резонансные
параметры приводятся до значительно более высоких энергий (см. рис.1). Из характера
энергетической зависимости нарастающих сумм числа резонансов видно, что есть
основания полагать, что выше 500 кэВ заметная часть р- и d-резонансов пропущена, что,
видимо, и послужило основанием для установления сравнительно низкой границы
области разрешенных резонансов. На рис. 2 приведены нарастающие суммы приведенных
нейтронных ширин s- р- и d-резонансов. Видно, что предположение о пропуске
значительной доли р- и, особенно, d-резонансов, вполне оправдано. В то же время пропуск
s- резонансов, как видно, не существенен.
Вне резонансной области структура сечений описывается детальным ходом в файле MF=3
(см. рис.3). Эта структура подтверждается экспериментальными данными Джонсона, в
которых эта структура выявлена более отчетливо (см. например, фрагмент на рис. 3б).
При высоких энергиях полное сечение подтверждено данными Финлея (рис.3 в).
К сожалению никакой структуры в сечении радиационного захвата вне резонансной
области в оцененных данных не проявляется (см. рис.4)
Нарастающие суммы числа резонансов кальция-40
60
50
S-резонансы
Р-резонансы
d-резонансы
Число резонансов
Граница RRR
40
30
20
10
0
0.0E+00
2.0E+05
4.0E+05
6.0E+05
8.0E+05
Энергия, эВ
CA-1
1.0E+06
1.2E+06
1.4E+06
Рис.1.
Нарастающая сумма приведенных нейтронных ширин
s-резонансов
400
350
300
Сумма
250
200
S-резонансы
150
Граница RRR
100
50
0
0.0E+00
2.0E+05
4.0E+05
6.0E+05
8.0E+05
1.0E+06
1.2E+06
1.4E+06
Эне ргия, эВ
Рис.2а
Нарастающая сумма приведенных нейтронных ширин
р-резонансов
25
Сумма
20
15
Р-резонансы
10
Граница RRR
5
0
0.0E+00
2.0E+05
4.0E+05
6.0E+05
8.0E+05
1.0E+06
1.2E+06
1.4E+06
Эне ргия, эВ
Рис.2б
Нарастающая сумма приведенных нейтронных ширин
d-резонансов
3.0
2.5
Сумма
2.0
1.5
d-резонансы
Граница RRR
1.0
0.5
0.0
0.0E+00
2.0E+05
4.0E+05
6.0E+05
8.0E+05
Эне ргия, эВ
Рис.2в.
CA-2
1.0E+06
1.2E+06
1.4E+06
Полное сечение кальция-40
8.0
7.5
JEFF-3.1
7.0
Граница RRR
6.5
Johnson-73
6.0
5.5
Барн
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
4.0E+05 6.0E+05 8.0E+05 1.0E+06 1.2E+06 1.4E+06 1.6E+06 1.8E+06 2.0E+06
Эне ргия, эВ
Рис.3а
Полное сечение кальция-40
6.0
JEFF-3.1
5.5
Граница RRR
5.0
Johnson-73
4.5
Барн
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
1.25E+06
1.27E+06
1.29E+06
1.31E+06
1.33E+06
1.35E+06
Эне ргия, эВ
Рис.3б
Полное сечение кальция-40
4.0
3.5
Барн
3.0
2.5
2.0
JEFF-3.1
Граница RRR
1.5
Finlay-93
1.0
5.0E+06
Johnson-73
1.0E+07
1.5E+07
Эне ргия, эВ
Рис.3в.
CA-3
2.0E+07
Cечение захвата на кальции -40
0.0018
JEFF-3.1
0.0016
Bergqvist-74
Hudoklin-Bozik-68
0.0014
Барн
0.0012
0.0010
0.0008
0.0006
0.0004
0.0002
0.0000
5.00E+05
5.50E+06
1.05E+07
1.55E+07
Эне ргия, эВ
Рис.4.
В таблице 1 те6пловые сечения и р6езонансный интеграл, рассчитанные по файлу JEFF3.1, сравниваются с рекомендациями Мухабхаба 1 .
Таблица 1.Тепловые сечения и резонансный интеграл кальция-40.
Величина
Мухабхаб
Рассчитано по NJOY
σγ
0.41±0.02
0.4075
σs
2.73±0.06
3.061
σα
0.0025±0.0011
0.0024
RIγ
0.22±0.02
0.205
Заключение
В РОСФОНД принять оценку A..Koning, 2004 из JEFF-3.1. Весьма желателен пересмотр
этой оценки в области разрешенных резонансов (которую следует расширить до 1.5 МэВ,
учтя вклад неразрешенных резонансов в плавной подложке, заданной в файле MF=3).
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
20.2. Кальций-41
Радиоактивен. Распадается путем захвата орбитального электрона в калий-41.
(Т1/2=1.03*105 лет).
Сечение радиационного захвата тепловых нейтронов, следующее из файла (4 барна) в
точности соответствует рекомендации Мухабхаба.
Заключение
В РОСФОНД принята оценка из EAF-2003
Автор рекомендации
Кощеев В.Н.
1
S.F.Mughabghab. Atlas of Neutron Resonances. Resonanse Parameters and Thermal Cross Sections.
ELSEVIER,2005.
CA-4
20.3. Кальций-42
Содержание в естественной смеси 0.647%.
Область разрешенных резонансов в оценке Кёнинга простирается до 300 кэВ.
Резонансные параметры соответствуют атласу Мухабхаба издания 1981г 2 . В новом
издании атласа параметры несколько изменены, но число резонансов, для которых
приведены параметры осталось прежним. Ограничение области разрешенных резонансов
300 кэВ представляется оправданным. В таблице 2 тепловые сечения и резонансный
интеграл, следующие из файла, сравниваются с рекомендацией Мухабхаба.
Таблица 2.Тепловые сечения и резонансный интеграл кальция-42.
Величина
Мухабхаб
Рассчитано по NJOY
σγ
0.680±0.070
0.683
σs
1.38±0.08
1.237
RIγ
0.392±0.04
0.363
Заключение
В РОСФОНД принять оценку A..Koning, 2004 из JEFF-3.1
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
20.4. Кальций-43
Содержание в естественной смеси 0.135%.
Область разрешенных резонансов в оценке Кёнинга простирается до 400 кэВ.
Резонансные параметры соответствуют атласу Мухабхаба издания 1981г. В новом
издании атласа параметры заметно изменены, приведены энергии и резонансные
интегралы захвата для многих дополнительных резонансов.. В таблице 3 тепловые
сечения и резонансный интеграл, следующие из файла, сравниваются с рекомендацией
Мухабхаба.
Таблица 3.Тепловые сечения и резонансный интеграл кальция-43.
Величина
Мухабхаб
Рассчитано по NJOY
σγ
6.2±0.6
11.66
σs
4.21
RIγ
3.93±0.15
5.77
Заключение
В РОСФОНД принята оценка A..Koning, 2004 из JEFF-3.1. Переоценка сечений, особенно
в области разрешенных резонансов, весьма желательна.
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
2
S.F.Mughabghab, M/Divadinem, N.e.Holden. Neutron Cross Sections. Vol.1 Neutron Resonance Parameters and
Thermal Cross Sections. BNL, 1981.
CA-5
20.5. Кальций-44
Содержание в естественной смеси 2.086%.
Область разрешенных резонансов в оценке Кёнинга простирается до 500 кэВ. Эта область
содержит параметры 24 s- и 15 р-резонансов, соответствующих атласу Мухабхаба1. Лишь
10 резонансов лежат выше границы этой области. В таблице 3 тепловые сечения и
резонансный интеграл, следующие из файла, сравниваются с рекомендацией Мухабхаба.
Таблица 3.Тепловые сечения и резонансный интеграл кальция-44.
Величина
Мухабхаб
Рассчитано по NJOY
σγ
0.88±0.5
0.888
σs
3.359
RIγ
0.56±0.01
0.418
Расхождение в резонансном интеграле намного превосходит погрешность, указанную
Мухабхабом. Величина последней, однако, вызывает сомнения: резонансный интеграл
измерялся в единственной работе Sims&Juhnke относительно резонансного интеграла
кобальта-59 (погрешность которого, согласно Мухабхабу, составляет 3%). Тем нге менее,
приходится констатировать противоречие в имеющихся данных для резонансной области,
которое, вероятно, могло бы быть устранено корректировкой резонансных параметров
методом наименьших квадратов.
Заключение
В РОСФОНД принята оценка A..Koning, 2004 из JEFF-3.1. Переоценка сечений в области
разрешенных резонансов была бы желательной.
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
20.6. Кальций-45
Радиоактивен. Испытывает бета-распад в скандий-45. (Т1/2=163 д).
Сечение радиационного захвата тепловых нейтронов, следующее из файла (15 барн) в
точности соответствует рекомендации Мухабхаба.
Заключение
В РОСФОНД принята оценка из EAF-2003.
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
20.7. Кальций-46
Содержание в естественной смеси 0.004%.
В файле из JEFF-3.1 полное сечение и сечение рассеяния ниже 1 кэВ равны нулю. В
ENDF/B-VII, включившем оценку Кёнинга, этот недостаток устранен с использованием
данных из JENDL-3.3.
CA-6
Заметим, что в то время, как тепловое сечение захвата для кальция-46, следующее из
оценки (0.70 барн) согласуется с рекомендацией Мухабхаба, резонансный интеграл (0.336
барн) втрое ниже указанного Мухабхабом (0.96±0.10).
Заключение
В РОСФОНД принята оценка A..Koning, 2004, откорректированная при ее включении в
ENDF/B-VII.
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
20.6. Кальций-47
Радиоактивен. Испытывает бета-распад в скандий-47 (Т1/2=4.536 дн.), который, в свою
очередь распадается с периодом Т1/2=3.35 дн. в стабильный титан-47. Следующие из
файла сечение захвата тепловых нейтронов и резонансный интеграл равны,
соответственно, 1.589 барн и 0ю825 барн. Экспериментальные данные не известны.
Заключение
В РОСФОНД принята оценка из EAF-2003.
Автор рекомендации
Кощеев В.Н.
20.9. Кальций-48
Содержание в естественной смеси 0.187%.
Область разрешенных резонансов в оценке Кёнинга простирается до 500 кэВ и содержит
параметры одного s- и 4-х р-резонансов. Имеются существенные отличия в параметрах
первых резонансов по сравнению с оценкой Мухабхаба1. Указанные Мухабхабом
резонансы при 19.3 кэВ и 106.9 кэВ в оценке отсутствуют. Резонансу при 161.4 кэВ в
оценке приписана нейтронная ширина 590 эВ, тогда как в атласе Мухабхаба она равна
0.059±5.000 эВ. Можно думать, что в атласе имеется ошибка на 4 порядка. Параметры
резонансов, лежащих при более высоких энергиях, совпадают.
В таблице 4 тепловые сечения и резонансный интеграл захвата, следующие из оценки,
сравниваются с данными Мухабхаба. Двукратное расхождение в резонансном интеграле
объясняется отсутствием в оценке резонанса при 106.9 кэВ.
Таблица 4.Тепловые сечения и резонансный интеграл кальция-48.
Величина
Мухабхаб
Рассчитано по NJOY
σγ
1.09±0.14
1.090
σs
3.756
RIγ
0.89±0.18
0.376
Заключение
В РОСФОНД принята оценка A..Koning, 2004 из JEFF-3.1.
Автор рекомендации
Николаев М.Н.
CA-7