80 likes | 202 Views
Neutron yield in LSM rock. INPUTS : - rock composition: - U/Th contamination: - density: 2.65 g/cm 3. a - induced neutron production. Alphas produced in 238 U and 232 Th decay chain; main contributions from : 238 U : 2 : 6.0 MeV 218 Po, 7.68 MeV 214 Po
E N D
Neutron yield in LSM rock INPUTS : - rock composition: - U/Th contamination: - density: 2.65 g/cm3
a-induced neutron production Alphas produced in 238U and 232Th decay chain; main contributions from : 238U : 2 : 6.0 MeV 218Po, 7.68 MeV 214Po 232Th : 3 : 6.28 MeV 220Rn, 6.77 MeV 216Po 8.78 MeV 212Po n reactions opened for some isotopes;main contributions from : 13C 17O 18O 23Na 25Mg 26Mg27Al 29Si 30Si 42Ca 43Ca 44Ca Use of EMPIRE-II code to mainly compute Mg and Ca (a,n) cross sections
LIST OF ISOTOPES IN ROCK Isotopes Open to (alpha,n) reaction Natural abundances (RIPL) Reaction(a,n) (NNDC Q-calc) Z A El abundance uncert. Q-value (MeV) Threshold energy (MeV) [%] --------------------------------------------------------------------- Threshold energy < 8.8 MeV 6 13C 1.110000 0.010000 2.216 0 8 17O 0.038000 0.001000 0.58672 (11) 0 8 18O 0.200000 0.014000 -0.6961 (6) 0.8510 (8) 11 23Na 100.000000 0.000000 -2.96595 (6) 3.48226 (7) 12 24Mg 78.990000 0.040000 -7.19567 (15) 8.39609 (18) 12 25Mg 10.000000 0.010000 2.653570 (30) 0 12 26Mg 11.010000 0.030000 0.034060 (30) 0 13 27Al 100.000000 0.000000 -2.6425 (3) 3.0344 (4) 14 29Si 4.683000 0.008000 -1.52575 (14) 1.73649 (16) 14 30Si 3.087000 0.005000 -3.49333 (14) 3.95976 (16) 15 31P 100.000000 0.000000 -5.64751 (24) 6.37717 (27) 19 39K 93.258100 0.004400 -7.33217 (19) 8.08523 (21) 19 40K 0.011700 0.000100 -2.9937 (19) 3.2935 (21) 19 41K 6.730200 0.004400 -3.3894 (18) 3.7205 (19) 20 42Ca 0.647000 0.023000 -5.1877 (10) 5.6826 (11) 20 43Ca 0.135000 0.010000 0.0684 (8) 0 20 44Ca 2.090000 0.110000 0.0684 (8) 0 20 46Ca 0.004000 0.003000 -0.2227 (22) 0.2421 (23) 20 48Ca 0.187000 0.021000 -0.133 (4) 0.144 (4) 22 46Ti 8.250000 0.030000 -4.4393 (24) 4.8260 (26) 22 47Ti 7.440000 0.020000 -0.3193 (10) 0.3465 (11) 22 48Ti 73.720000 0.030000 -2.6853 (10) 2.9095 (11) 22 49Ti 5.410000 0.020000 1.2117 (10) 0 22 50Ti 5.180000 0.020000 -1.7883 (10) 1.9316 (11) 25 55Mn 100.000000 0.000000 -3.5111 (12) 3.7669 (13) 26 54Fe 5.845000 0.035000 -5.8169 (19) 6.2485 (20) 26 56Fe 91.754000 0.036000 -5.0961 (5) 5.4607 (6) 26 57Fe 2.119000 0.010000 -1.3544 (5) 1.4497 (6) 26 58Fe 0.282000 0.004000 -3.5789 (6) 3.8262 (6) Isotopes Closed to (alpha,n) reaction Natural abundances (RIPL) Reaction(a,n) (NNDC Q-calc) Z A El abundance uncert. Q-value (MeV) Threshold energy (MeV) [%] --------------------------------------------------------------------- Threshold energy > 8.8 MeV 1 1H 99.985000 0.001000 -23.68 (21) 115.4 (10) 1 2H 0.015000 0.001000 -4.19 (5) 12.50 (15) 6 12C 98.890000 0.010000 -8.5020 (5) 11.3357 (7) 8 16O 99.762000 0.016000 -12.13484 (29) 15.1690 (4) 14 28Si 92.230000 0.019000 -8.0945 (15) 9.2523 (17) 20 40Ca 96.940000 0.160000 -11.172 (7) 12.290 (8)
Cross-sections added SOURCES Cross-sections added by VK in August 2003: 9- F-19 Vukolov et al.Vopr.At.Nauk.Ob.,4,31(1983)+extrap., vk 13/10/03 11-Na-23 E.B.Norman et al. Nucl. Phys. A390, 561 (1982), vk 19/08/03. 14-Si-28 C.W.Cheng et al. Can. J. Phys. 58, 697 (1980), vk, 19/08/03 17-Cl-35 A.J.Howard et al. ApJ, 188, 131 (1974), added by vk, 19/08/03 24-Cr-50 A.J.Morton et al. Nucl. Phys. A573, 276 (1994), vk 9/12/03 25-Mn-55 S.Sudar, S.M.Qaim. Phys. Rev. C, 50, 2408 (1994), vk 9/12/03 26-Fe-54 S.G.Tims et al. Nucl. Phys. A524, 479 (1991), vk 19/08/03 27-Co-59 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 28-Ni-60 R.H.Stelson et al. Phys. Re Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 28-Ni-60 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 9/12/03 28-Ni-62 J.L.Zyskind et al. Nucl. Phys. A331, 180 (1979), vk 9/12/03 28-Ni-64 J.L.Zyskind et al. Nucl. Phys. A331, 180 (1979), vk 9/12/03 29-Cu-63 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 29-Cu-65 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 7- N-14 W. Gruhle et al. Nucl. Phys. A 186 (1972) 257, vk 11/03/04 Cross-sections added by Rachid Lemrani - July 2005 (calculations with empire-2.19): 12-Mg-24 - new 12-Mg-25 - update 12-Mg-26 - update 14-Si-29 - update 14-Si-30 - update 15- P-31 - update 19- K-39 - new 19- K-40 - new 19- K-41 - new 20-Ca-42 - C.W.Cheng et al Jour. of Physics, Part G (Nucl.and Part.Phys.) 5(1979)1261 20-Ca-43 - new 20-Ca-44 - new 20-Ca-46 - new 20-Ca-48 - new 22-Ti-46 - new 22-Ti-47 - new 22-Ti-48 - new 22-Ti-49 - new 22-Ti-50 - new
Settings for EMPIRE-II • 4 2 ;PROJECTILE A, Z • 1 ;NUMBER OF NEUTRONS TO BE EMITTED • 0 ;NUMBER OF PROTONS TO BE EMITTED • 0 ;NUMBER OF ALPHAS TO BE EMITTED • 0 0. 0. ;NUMBER OF L.I. TO BE EMITTED AND ITS A AND Z • LEVDEN 2. • GCROA -1. • NEX 80. • #PCROSS 1.3 • OMPOT -401. 1 • DIRPOT -401. • #OMPOT -4101. 2 • OMPOT -9100. 3 • ENDF 1. • GO • 3. • 4. • 5. • 6. • 7. • 8. • 9. • 10. • -1 Optical model potentials : Neutrons : Wilmore-Hodgson Alphas : Mc Fadden and Satchler
EMPIRE II control plots 42Ca 27Al 48Ti 18O 23Na
Rates for all combinationsin concrete rates (neutrons/g/year) po218 po214 rn220 po216 po212 bi211 bi212 po210 po211 po215 at219 rn219 rn222 ra223 ra224 ra226 ac227 th227 th228 th230 th232 pa231 u234 u235 u238 total c13 0.014 0.040 0.004 0.006 0.011 0.001 0.001 0.007 0.000 0.002 0.001 0.000 0.009 0.000 0.002 0.005 0.000 0.001 0.002 0.005 0.001 0.000 0.005 0.000 0.004 0.120 o17 0.003 0.006 0.001 0.001 0.002 0.000 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.001 0.022 o18 0.031 0.065 0.008 0.012 0.016 0.002 0.003 0.020 0.000 0.003 0.002 0.000 0.023 0.001 0.006 0.014 0.000 0.001 0.005 0.013 0.001 0.001 0.014 0.000 0.007 0.248 na23 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.004 mg24 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 mg25 0.004 0.013 0.001 0.002 0.004 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.034 mg26 0.006 0.022 0.002 0.003 0.007 0.000 0.001 0.003 0.000 0.001 0.000 0.000 0.003 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.055 al27 0.006 0.038 0.002 0.004 0.013 0.001 0.001 0.002 0.000 0.001 0.000 0.000 0.003 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.076 si29 0.003 0.010 0.001 0.001 0.003 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.025 si30 0.001 0.012 0.000 0.001 0.004 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.023 ca42 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 ca43 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 ca44 0.001 0.021 0.001 0.002 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037 ca46 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 ca48 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.004 p31 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 k39 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 k40 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 k41 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 ti46 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 ti47 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 ti48 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 ti49 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 ti50 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 mn55 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 fe54 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 fe56 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 fe57 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 fe58 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 total: 0.659 n/g/year