Способ нормировки спектров нейтронов

СПОСОБ НОРМИРОВКИ СПЕКТРОВ НЕЙТРОНОВ при измерении спектров нейтронов системой из трех спектрометров, заключающийся в измерении спектров нейтронов последовательно шаровыми замедлителями с расположенными внутри счетчиками тепловых нейтронов, водородным счетчиком, сцинтилляционным спектрометром и нормировке спектров на границе перекрытия диапазонов измерений спектрометров, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, на границе перекрытия диапазонов измерений, в выбранном интервале энергий дополнительно проводят измерения двумя шаровыми замедлителями разного диаметра с расположенными внутри счетчиками тепловых нейтронов, причем внутрь замедлителя помещают сферический слой поглотителя нейтронов и производят нормировку измеренных спектров нейтронов.

Изобретение относится к экспериментальным методам исследования ионизирующих излучений, в частности к спектрометрии нейтронов в широком диапазоне энергий.
Известен способ нормировки функций, основанный на том, чтобы иметь одинаковый отклик разных детекторов при выбранной энергии.
Недостатком способа является уменьшение точности при измерении в широком диапазоне энергий.
Известен способ нормировки функций отклика, при котором в выбранном интервале энергий минимизируется среднее квадратичное отклонение функции отклика детектора от заданной функции.
Недостатком способа является уменьшение точности измерений при детектировании в полях излучения с плотностью потока сильно отличающейся от заданной функции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является способ нормировки при измерении спектров нейтронов системой из трехспектрометров, включающей шаровые замедлители с расположенными внутри счетчиками тепловых нейтронов, водородный счетчик и сцинтилляционный спектрометр. Диапазоны измерений этих спектрометров перекрываются и позволяют измерять спектры нейтронов в широком диапазоне энергий с высоким разрешением в промежуточной и быстрой области нейтронов.
Недостатком способа является уменьшение точности измерений из-за необходимости сшивки спектров на границе энергетических диапазонов, измеренных различными спектрометрами, так как несмотря на то, что измеренные спектры на границах попарно перекрываются, падение чувствительности спектрометров на границах диапазонов и паразитная регистрация фотонов приводит к тому, что абсолютные значения спектров, измеренные разными спектрометрами в этой области, различны. Обычно сшивку спектров производят наложением спектров или вычисляют среднее арифметическое спектров и используют в качестве критерия сшивки, что вносит погрешность в точность измерения.
Цель изобретения - устранение указанного недостатка, а именно, увеличение точности измерения способа.
Указанная цель достигается тем, что на границе перекрытия диапазонов измерений спектрометров в интервале энергий (Е - Е, Е + Е) проводят дополнительно измерения двумя шаровыми замедлителями разного диаметра с расположенными внутри счетчиками тепловых нейтронов, причем внутрь замедлителя помещают сферический слой поглотителя нейтронов, и производят нормировку измеренных спектров на границе перекрытия диапазонов.
На фиг. 1 представлено устройство для нормировки спектров нейтронов с двумя шаровыми замедлителями разных диаметров (I, II); на фиг. 2 - функции чувствительности устройства К₁ и К₂ соответственно для шаровых замедлителей I и II.
Устройство содержит детектор тепловых нейтронов 1, замедлитель 2, сферический слой 3 поглотителя нейтронов. Диаметры замедлителя D_i, поглотителя Х_i, толщина слоя t_i, функции чувствительности К_i, i = 1, 2 определяются из вариантных расчетов по программам МКС - 43, МКС - 43Ф, чтобы К_i на интервале (0, Е + Е) имели вид, как на фиг. 2 и были кусочно параллельны на интервале (0,Е - Е). Это условие однозначно опрделяет диаметры замедлителя и поглотителя.
Затем измеряют спектр нейтронов шаровыми замедлителями _м(Е), водородным счетчиком _в(Е), сцинтилляционным спектрометром _с(Е) в своих диапазонах. На границе перекрытия (Е), например, спектров (Е) и _с(Е) измеряют скорости счета U₁ и U₂ шаровыми детекторами I, II. Вычисляют U₁', U₂' равные
U ₁= U₁- (E) _c(E)dE
U ₂= U₂- (E) _c(E)dE Выбирают параметр ( ) таким, чтобы
(E) (E)dE - (E) (E)dE = 0 что возможно, так как К₁, К₂ кусочно параллельны на интервале (0,Е - Е), (Е)- измеряемый спектр нейтронов. Вычисляют
I_м= = (E)dE где К₁, К₂ - среднее значение К_i на интервале (Е - Е, Е + Е). Вычисляют
I_B= (E)dE I_c= (E)dE Нормируют I_в и I_с так, чтобы
A I = I_м В I_c = I_м Определяют форму измеряемого спектра (Е) в области (Е - Е, Е + Е) как
(Е) = { A _в (Е) + В _c (Е)}/2 Аналогичную процедуру проводят для границы _м(Е) и _в(Е).
За базовый объект сравнения целесообразно принять способ выбранный в качестве прототипа.
Преимущества предлагаемого способа по сравнению с базовым заключаются в увеличении точности измерения за счет проведения дополнительных измерений детекторами I, II в узком интервале энергий. Кроме того, зная точно сшитые спектры _м, _в, _с, можно повторить эту процедуру для увеличения точности измерений в диапазоне энергий (0, Е_м), где спектр измеряется N шаровыми замедлителями N > 2, Е_м - граница перекрытия диапазонов _м(Е) и _в(Е), так как погрешность измерения N шаровыми замедлителями больше чем комбинации из I, II.
Изобретение относится к экспериментальным методам исследования ионизирующих излучений, в частности к спектрометрии нейтронов в широком диапазоне энергий, и может быть использовано для нормировки спектров нейтронов при измерении спектров нейтронов системой из трех спектрометров, включающей шаровые замедлители, водородный счетчик, сцинтилляционный спектрометр. Целью изобретения является увеличение точности измерений. Цель достигается за счет корректной процедуры нормировки спектров, измеренных разными спектрометрами, которая основана на измерении на границе перекрытия диапазонов энергий интегрального потока двумя шаровыми замедлителями разного диаметра, содержащими внутри себя сферический слой поглотителя нейтронов. 2 ил.