Μελέτη της αθροιστικής απόδοσης του 137Cs ως προϊόν σχάσης του 235U(nth,f) με τον ανιχνευτή FIPPS

Σκουλουδάκη, Άννα; Skouloudaki, Anna

dc.contributor.author	Σκουλουδάκη, Άννα	el
dc.contributor.author	Skouloudaki, Anna	en
dc.date.accessioned	2025-09-02T08:15:52Z
dc.date.available	2025-09-02T08:15:52Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62288
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29984
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Φασματοσκοπία γάμμα	el
dc.subject	Cumulative Fission Yield	en
dc.subject	γ-spectroscopy	en
dc.subject	FIPPS	en
dc.title	Μελέτη της αθροιστικής απόδοσης του 137Cs ως προϊόν σχάσης του 235U(nth,f) με τον ανιχνευτή FIPPS	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Measurement of the 137Cs Cumulative Yield from 235U(nth,f) reaction using the FIPPS Instrument	en
heal.classification	Πυρηνική Φυσική	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-06-25
heal.abstract	Ακριβή δεδομένα Αθροιστικής Απόδοσης Διασπάσεων Σχάσης (Cumulative Fission Yield)για το 137Cs (t1/2∼= 30 y) είναι απαραίτητα για τη φυσική των αντιδραστήρων, την ασφάλεια του προσωπικού που εργάζεται σε αυτούς αλλά και για τη διαχείριση πυρηνικών αποβλήτων. Οι αποκλίσεις μεταξύ των βάσεων δεδομένων και πειραματικών δεδομένων αναδεικνύουν την ανάγκη για μεγαλύτερη ακρίβεια των δεδομένων, για τα πολλά ισότοπα. Αυτή η μελέτη παρουσιάζει τη μέτρηση υψηλής ακρίβειας της Αθροιστικής Απόδοσης Σχάσης της αντίδρασης 235U(nthermal, f) 137Cs, μεταξύ άλλων. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το φασματόμετρο ακτίνων-γ FIPPS στο ILL, σηματοδοτώντας την πρώτη καμπάνια της εγκατάστασης αυτής, εξ΄ ολοκλήρου αφιερωμένη στη μέτρηση Αθροιστικής Απόδοσης Σχάσης. Πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το CEA Cadarache, χρησιμοποιώντας τεχνικές προηγμένης φασματοσκοπίας, με στόχο τη μείωση αβεβαιοτήτων πυρηνικών δεδομένων και αξιολόγηση των δυνατοτήτων και των περιορισμών του οργάνου FIPPS. ΄Ενας προ-ακτινοβολημένος στόχος 235U εκτέθηκε σε θερμική ροή νετρονίων 10^8 n/(s cm2) για 7 συνεχόμενες ημέρες, οι οποίες ακολουθήθηκαν από 23 ημέρες μέτρησης της διάσπασης (decay). Οι εκπεμπόμενες ακτίνες-γ ανιχνεύτηκαν με μια συστοιχία (Clover) 16 ανιχνευτών HPGe, κάθε ένας με 4 κρυστάλλους Ge. Κάθε Clover συνδεόταν με εξωτερικό σύστημα anti-Compton. ΄Ενα πολύπλοκο, ψηφιακό σύστημα αποθήκευσης δεδομένων με ασύχγρονη παρακολούθηση εξασφάλισε σταθερότητα στις μετρήσεις καθυστερημένων ακτίνων-γ. Η ξεχωριστή δυνατότητα του οργάνου FIPPSγια πολυπαραμετρική αποθήκευση δεδομένων από τους 64 ανιχνευτές έκανε δυνατή την ανακατασκευή κάθε σταδίου της πειραματικής διαδικασίας, από την ακτινοβόληση μέχρι την διάσπαση. Η ανάλυση βασίστηκε στις εξισώσεις Bateman για μοντελοποίηση αλυσίδων διάσπασης, ενισχυμένες με τεχνικές μηχανικής μάθησης για φασματοσκοπική ανάλυση και προσομοιώσεις εκπομπής γ. Αξιολογήθηκαν συστηματικές αβεβαιότητες, ιδιαίτερα στην βαθμονόμη ση απόδοσης των ανιχνευτών, τις επιδράσεις νεκρού χρόνου και τις διορθώσεις λόγω της προηγούμενης ακτινοβόλησης του στόχου, με ιδιαίτερη προσοχή στις αναλογίες προϊόντων σχάσης υπό διαφορετικές συνθήκες ροής. Εκτός από την κύρια αθροιστική απόδοση 235U(nthermal, f) 137Cs, που αναμένεται να ολοκληρωθεί με μελλοντικές αναλύσεις του στόχου, προσδιορίστηκαν με μικρές αβεβαιότητες αθροιστικές αποδόσεις για πολλά σημαντικά ισότοπα, σε καλή συμφωνία με τις βιβλιοθήκες δεδομένων. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με την νέα έκδοση JEFF4.0, επικυρώνοντας έναν από τους κύριους στόχους της μελέτης. Αυτή η μελέτη ανάδεικνύει τη σημαντική συμβολή της φασματοσκοπίας γ υψηλής ακρίβειας, σε συνδυασμό με προηγμένες υπολογιστικές μεθόδους.	el
heal.abstract	Accurate Fission Yield data for 137Cs (t1/2∼= 30 y) are essential for reactor physics, safe guards, and waste management. Discrepancies among nuclear databases, integrated data, or data derived from integral experiments highlight the need for improved precision across several isotopes. This study reports high-precision measurements of the 137Cs cumulative yield from the 235U(nth, f) reaction using the FIPPS γ-ray spectrometer at ILL, marking the facility’s first dedicated cumulative fission yield campaign. Conducted in collabora tion with CEA, this work utilized advanced spectroscopic techniques to reduce nuclear data uncertainties while evaluating FIPPS’ capabilities for fission yield measurements. A pre-irradiated 235U target was irradiated with a thermal neutron flux of ≈ 10^8 n/(s cm2), for 7 days followed by 23 days of decay measurement. Emitted γ-rays were detected using an array of 16 HPGe Clover detectors, each having 4 Ge crystals. Each Clover was coupled with an anti-Compton setup. A complex, remotely monitored data acquisition system ensured stability in delayed γ-ray measurements. The FIPPS setup, whose unique capabilities include multi-parameter data acquisition of the 64 detectors, enabled detailed reconstruction of each stage of the fission process, from irradiation to decay. The analysis incorporated Bateman equations for decay-chain modeling and yield transitions, enhanced by machine learning techniques for spectral analysis and γ-emission simulations for validation. Systematic uncertainties were evaluated, particularly in detector efficiency calibration, dead-time effects, prior irradiation corrections, with special attention to fission product ratios under varying flux conditions. Beyond the primary 235U(nth, f)137Cs cumulative yield, which is currently being finalized pending offline target analyses, Cumulative yields for multiple important isotopes were finally determined with small uncertainties, in good agreement with established libraries. The results were specifically benchmarked against the new JEFF4.0 library release, validating one of the study’s key objectives to test the latest nuclear data evaluation. This study demonstrates the power of combining high precision γ-spectroscopy, with advanced computational methods.	en
heal.sponsor	ERASMUS+	en
heal.advisorName	Διακάκη, Μαρία
heal.committeeMemberName	Διακάκη, Μαρία
heal.committeeMemberName	Κόκκορης, Μιχαήλ
heal.committeeMemberName	Βλαστού-Ζάννη, Ρόζα
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	95
heal.fullTextAvailability	false