近日，由我國自主研發的《中國評價核數據庫》最新版本CENDL-3.2正式發布。該數據庫作為核工程與核技術研究的重要基礎，是連接核物理基礎研究與核技術應用的重要紐帶，在國民經濟建設、國家安全以及科學研究領域都起著不可或缺的作用。

新版CENDL-3.2採用國際通用的ENDF-6數據格式，中子入射能量範圍從10-5eV到20MeV。相較前一版本，核素數量由240種增加至272種，數據質量、數據種類均有大幅度提升。使用我國自主研發的最新版UNF程序，利用包含我國自主測量在內的最新實驗測量數據，對134個核素的中子反應數據經過了重新評價和計算，其中包括核能和核技術應用中重要的核素1H、6，7Li、56Fe、235，238U和239，240Pu的中子反應數據。對於核數據用戶急需的截面數據協方差文檔，基於我國自主研製的利用廣義最小二乘法評估理論模型參數的不確定性，CENDL-3.2給出了70個裂變產物核的主要核反應截面模型相關協方差數據，實用性較前一版本有大幅提高。

此外，通過對1230個國際宏觀基準系統進行檢驗， CENDL-3.2針對中子誘發235U和Pu裂變系統的預測能力有顯著提高，在一些技術指標上已經超過了美國、日本和歐洲的評價核數據庫。

我國核數據研究工作起步比歐美國家較晚，且在關鍵高精尖核數據與先進方法上始終受到國外封鎖。特別是最近幾年，美國在原有關鍵核數據與研究方法對我國限制的基礎上，在其他基礎核數據研究方面的製約也已日趨凸顯。如：限制中美學術交流、停止核數據相關程序共享、關閉美國國家核數據網站等公共核數據服務平台、禁止我國參與核結構數據和核能衰變熱能項目等。

在這一形勢下，中國核數據中心在全國核數據工作協作網成員單位的大力支持下，牽頭組織開展核數據研究工作。在充分掌握核心技術的同時，我國核數據工作者奉行多邊主義，積極保持國際合作，與國際原子能機構（IAEA）和經濟合作與發展組織核能署（OECD/NEA）等國際組織開展廣泛的協作交流，建立了具有我國特色、獨立自主知識產權的核數據研究體系和《中國評價核數據庫》系列。

自1991年開始，《中國評價核數據庫》已成為國際公認的五大主流核數據庫之一，得到國際核數據界的高度認同，我國核數據研究水平在國際核數據界取得了與我國國際地位相符的地位。此次《中國評價核數據庫》最新版本CENDL-3.2的發布，是在疫情期間我國核數據研究領域取得的一項重要科研成果，對發展我國自主知識產權的核數據技術，防范國外技術封鎖，大力發展核能、核醫學、同位素和輻照產業，進一步鞏固並提升我國在國際核數據界和核數據相關研究領域的影響力和話語權有著極為重要的意義。

《中國評價核數據庫》-3.2版

背景材料：

什麼是核數據、核數據庫？

我們知道自然界中所有物質均是由不同的分子、離子及原子構成的，原子則由原子核與核外電子構成，而原子核由質子和中子組成（質子帶正電，中子不帶電）。在自然界中，有些原子核是穩定的，如我們日常見到的大多數物質的原子核都是穩定的。而有些是不穩定的，會發生衰變，即從一種原子核變成另外一種原子核。如：U-238，會通過α衰變變成Th-234。核數據是用來描述與原子核相關的兩大方面的性質：（1）原子核自身的基本性質：包括原子核的質量、結構（形變，能級，自旋，宇稱等）及它本身的衰變數據（包括衰變方式、壽命等等）。（2）一個有一定能量的入射粒子（中子、質子、帶電粒子、伽馬射線等）與原子核碰撞後發生各種反應的概率。如：一個具有一定速度的中子與一個U-235原子核發生碰撞，會導致U-235發生鍊式裂變，同時放出巨大的能量，這正是核武器、反應堆能量來源的基本原理，而核數據正是描述這個中子與U-235發生碰撞，有多大的概率會發生反應形成複核，然後有多少概率發生裂變，每次裂變放出多少能量及幾個中子與伽馬，多大的概率會發生其他反應等數據的統稱。將前面提到的兩類核數據（很多核素的）根據不同的用途與要求進行組合、集成就形成了通常說的各種核數據庫。

如上面提到，核數據是描述原子核本身特性和其他粒子與原子核發生各種反應的重要表徵、重要基礎數據。因此，人類一切與原子核和原子核反應相關的活動都離不開核數據！核數據的可靠性、準確性與完整性將會影響人類建設的各種與核有關的裝置、核能和平利用以及核技術應用的安全性、經濟性。也會帶來巨大的社會效應與經濟效應。

而要獲得高質量的核數據，則強烈依賴於核物理基礎實驗及理論的發展，反過來，高質量的核數據，尤其是高質量的實驗數據對核物理基礎研究也有重要推動作用。

誰在應用核數據？核數據有什麼用？

由於核數據是在微觀層面對原子核進行表徵的數據，人們不能在感官層面看見其如靚麗建築、緊密的儀器、壯觀的設施等等這種直接可見的高大上，但這絲毫不會減弱對其研究的難度、也不會影響其在實際應用中的重要性！甚至在某種程度上核數據研究決定了上面提到的宏觀層面的外表！

那麼究竟核數據都是誰在應用呢？由於核數據的應用領域極為廣泛與我們的國民經濟建設、國防安全和科學研究都密切相關，我們可以將其歸納為下述幾個方面：

基礎物理學方面：這包括了檢驗理論模型、設計實驗、實驗數據分析和天體物理學研究自然界元素的起源；

核能應用研究方面，如：反應堆研發、核燃料循環、核電池、操作安全、核輻射屏蔽、核廢物處理和嬗變、聚變能的研究等；

核醫學領域：放射性同位素生產、劑量計算、放射治療、醫學診斷等；

國家安全：核裝置的研發、庫存管理、臨界安全、核法證、偵查核材料非法傳輸、核應急響應；

工業應用：油井測井、設備檢測、材料輻照：

農業應用：輻照育種

由此可以看出，核數據的應用領域對人類、國家和個人都有非常重要的。正因為核數據的重要性以及廣泛的應用領域，國際上發達國家都非常重視核數據研究與應用。那麼核數據是怎樣獲得呢？

如何獲取核數據？

到目前，人類獲取可靠的核數據，主要還是通過兩種方式獲得。一是通過實驗方法進行實際測量，二是基於可以開展的實驗測量數據，再結合核反應理論模型，實驗數據進行評價給出。通過這兩種方式是相互結合、相互補充才能給出滿足各種不同需求的核數據。

核數據測量需要很多大型的核實驗設施，如：反應堆、加速器、散裂中子源、天然放射性源以及各種探測設備和方法。比如：如果我們需要測量一個入射中子與某個核發生相互作用的各種數據（截面、角分佈、能譜等等），我們需要有能產生中子的設施，需要有比較純的樣品，同時還需要有能測量發生反應後各種出射粒子的儀器，還需要鑑別這些出射粒子是我們需要的測量發生不同反應後出射的粒子。這是非常複雜而成本高昂的實驗活動。

通過評價獲取核數據是基於實驗測量獲取的實驗數據，再結合核理論模型，如：核結構、核反應等理論模型，仔細分析、評價實驗測量核數據的規律、特徵等給出在物理上自洽、合理的核數據。這是因為在現實中，通過實驗測量方式獲取核數據的成本是極其高昂的，且人們不能通過實驗測量所有的核數據，如：一些原子核的壽命、原子核發生反應的過程都是極為短暫的，人類目前掌握的技術根本無法對其進行開展測量。因此，要獲取完整的核數據必須利用已有實驗測量數據和原子核理論方法結合的評價方式才能獲取完整的核數據。

國際核數據研究怎樣做的？

在核數據測量方面，國際上的中子源已經發展到第三代，即基於高能高功率質子加速器的散裂中子源（寬能區白光中子源）。目前，散裂中子源已成為核數據測量最為先進的平台，其中，最具代表性的如美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）的800 MeV質子直線加速器上的洛斯阿拉莫斯中子科學中心（LANSCE）和歐洲核子研究中心（CERN）的n-TOF（飛行時間法）裝置。在探測器方面，隨著科學技術的不斷發展，國際上用於高精度核數據測量的探測器與探測技術也在不斷湧現，如全空間高效率探測器陣列以及高分辨的組合探測技術等。國際上這些新發展的探測器技術為核數據的精確測量提供了技術支撐。

在核數據評價方面，美國、日本、歐洲等主要核數據大國一直在不斷提高自己評價核數據庫的水平，包括核素範圍、數據種類、數據質量以及數據庫更新頻率等。他們已經建立了完整的核數據評價體系，包括用於核數據評價的先進的理論模型與計算程序、完整的核數據建庫與檢驗技術、面向用戶的完善的數據加工與製作技術、核數據靈敏度分析與數據調整技術等。

核數據基礎研究對提高核數據庫的質量有重要作用。隨著計算機計算能力的大幅提高，近年美國在裂變基礎研究方面取得了重要的進展。比如，實現了五維集體變形坐標下的位能曲面的真實計算，定性再現了裂變後的相關實驗可觀測量。

我國核數據研究情況怎樣呢？

我國核數據研究開始於上世紀60年代初，根據核裝置設計、核試驗診斷的要求，開展了重要核數據的實驗測量工作，有力地支持了我國核裝置初期的發展。其後，我國核數據研究一直緊緊圍繞核裝置、核DONGLI發展的需要進行。通過全國核數據工作協作網各成員單位的共同努力，先後完成了多期核數據任務，取得了許多重要成果，並於1985年完成發行中國評價核數據庫第一版CENDL-1，包含37個核素，中子能區從1keV-20MeV，滿足了當時國內核工程對核數據急需，也為我國核數據評價和核數據庫開闢了道路，奠定了基礎。中國評價核數據庫CENDL-2.1於1991年完成發行，它包含了代表當時先進水平的雙微分截面和協方差文檔， 說明我們在評價方法、評價技術和評價手段上具有較高的水平， 但在當時核素僅有54個， 很難滿足實際應用的需要。我國從1996年開始建立CENDL-3.1， 並於2009年底完成。對整體數據庫進行了大量改進：核素增加至240個， 其中包括裂變產物核91個， 所有這些核的數據都經過重新評價和計算；同時增加結構材料核同位素數據， 與天然元素數據同時給出， 天然元素數據與其同位素數據之間更滿足物理上的自洽關係；更新改進了重要的裂變核素， 如U-235、U-238、Pu-239等的數據。經過幾代中國核數據工作者40多年的努力，我國完成了大量的核數據測量與評價工作，滿足了國防急需，填補了大量核數據空白，澄清了部分關鍵核數據的分歧；形成了由實驗測量、理論計算和評價以及宏觀檢驗等構成的核數據研究能力；建成了一整套研究平台，形成了中國自己的評價核數據庫《中國評價核數據庫》（CENDL），不僅有力地支持了核裝置研究和核動力技術的發展，在多項大型核科研工程建設及提高核電安全性、經濟性、可靠性等技術指標方面也發揮了重要作用。