Способ измерения периода полураспада нейтрона

О П С-Н. ИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 11766298 Союз Саветсних Сациапистичесних Республин(21) 2731681/25-18 ением заявки Хо с присое(23) Приоритет сударстаеннын комнте 3) УДК 621.387.426%. Калебин 1) Заявитель 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПНЕЙТРОНА Изобретение относится к осблдсти измерений времени полураспада радиоактивных веществ,Точное знание периода полураспада нейтрона имеет фундаментальное значение Лля развития современных представлений об атомном ядре и ялсрных силах. Измерение этоц величины является сложной проблемой в экспсрименталыюй ялсрцой физе 1,Ближайшим техническим решением является способ измерения периода полураспала нейтрона, вклочаюп 1 ий формирование на атомном реакторе потока своболных нейтронов, регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации 2),Этот способ измерения периола полураспада нейтрона основан на том, что через устройство, регистрирующее протоны или электроны, которые образуются в результате распада нейтрона, непрерывно прохолнт поток нейтронов, вылетающих нз атомного реактора, и поэтому в ограниченном пространстве регистрирующего устройства существует некоторая постоянная плотность нейтронного газа. Число актов распаля нейтронов в этом газе пропорциоцально его плотности и времени жизни самого нейтрона. Если измерить величину нейтронного потока, то по скорости счета рсгистрируюдим устройством продуктов распада нейтрона (протонов, электронов) определяется искомая величина - период полураспа Ла нейтрона.Б измерениях нсобхоли:о определять абсолотньс зна 1 ен 1151 измеряем ьх Величин, что является причиной зцдчительцых труЛ- ностсй н особых требований к калибровоч ным измерениям.Сущсству 1 ощий способ измерения периолд нолурдспала нейтрона имеет суцсстве 1- ныс нслостатки. Через регистрирующие устройства прохолят нейтроны всех энер гий, присутствующих в спектре атомногореактора, ц прохолит большой поток мешающей рсакторной радиации. Первое усложняет измерение абсолютной величины потока нейтронов, а второе ухулшаст 20 условия провелснця нзмерезий - увеличивает фоц в измерснпы. Пролукты распада нейтрона, величина нейтронного потока и фон змеряются в разное время и при разных условиях. Для связи результатов цс обхоЛимы мониторные измерения, точноевь 1 полцецие которьх весы а затруднено.1-1 ейт 1 юны поток измеряется тонким летсктором и поэтому возццкдот зцачнтель с трности, связднь 1 с с опрслслснисм 30 толщины летскторд, с опрслслсццсм ссчс 766298цця взаимодействия детектора с цейтрона 1ми ц степени его отклонения от законагде 1 - скорость нейтронов.В измереш)ях трудно определить с высокой точностью величину объема нейтронного газа, из которого отбираются продуктыраспада цейтроцов, распределение плотности нейтронов по этому объему,Перечисленные недостатки существенноусложняют эксперимент и сни)кают цетолько точность, цо и падекцость цзмереций периода полураспада нейтронов.Цель изобретения - повышение точности измерения периода полураспада нейтрона.Цель достигается тем, что в способе измерения периода полураспада нейтрона,включающем формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов, регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации, наатомном реакторе формируют импульсымонохром атических нейтронов, пространственныйй размер которых полностью укладывается в объеме устройства, детектирующего продукты распада нейтрона, осуществляют отделение регистрирующих устройствот активной зоны реактора и защищают цхот фоновой радиации, сникают интенсивность нейтронных импульсов до уровня, необходимого для их регистрации детектором,с полным поглощением падающих на негонейтронов, осуществляют измерения всехвслцч 1 ш одцовременцо и в одицаковьхусловиях и по скоросп счета нсйтроцов регистрирующим устройством определяют егопериод полураспада, а для калибровки нейтронный пучок по реакции захвата нейтронов в гелийпревращает В цротонцыйпучок.На фиг. 1 изображена схема эксперимента, отражающего предлагаемый спосоо измерения периода полураспада нейтрона:ца фиг. 2резульят. измерений, развернутые во времени.Роторы 1 - 4 имеют криволинейные цели, синхронно враща)отея во Взвешенномсостоянии в магнитцом поле и формируютна атомном реакторе моцохроматцческиенейтронные импульсы 5, размер которыхменьше устройства 6, дстектцрующего продукты распада цейтроца. После диафрагмы7 нейтронные импульсы поступают в нейтронный счетчик 8, которым пзмеряютсих ицтецсивцость. Диафраг)я уменьшаетэту интенсивность до уровня, при которомизмерение черным нейтронным счетчикомосуществляется без просчетов, Неподвж.цые коллиматоры 9 уменьшают фон рсякторной радиации. Для калибровочных измерений объем с гелиемпомецают и;пути нейтронных импульсов в детскгиру 1 ощем устройстве 6, В предлагаемом способеизмерение числа распадов нейтронов Л,10 10 С) з ,10 Зв 10 50 ) 00 10 числа нейтронов Л(и фоновой радиации осуществляется одновременно, в одшаковых условиях и результаты развсртываю 1- ся во времени 1. При таком представлении дапцыпх имеется возможность видеть тс пз цих, которые необходимо взяь;ГГя расчета периода полураспада нейтрона и цзосжать ошибок, свзаццых с неполной регистрацией продуктов распада в отдельные моменты времени (наклонные участки в графике Л, фиг. 2.Предлагаемый способ измерения периода полураспада нейтрона дает возможность измерить эту величицу нацОолес пр 51 мым сцосооом, т. е. с цаи- меГьци.,1 количеством поправок и дополнительных коцтрол)п 1 ых измерений.В предлагаемом способе все всг 11 Вць (иптсцсивносгь нейтронов, число их распадов, фоп) меряются одновременно и в одицаковых условиях Отпадает цеобходимость в мониторных измерениях. Измерительная аппаратура защищена от мешающей реакторной радиации и отделена от активной зоны реактора.В предлагаемом способе измерений це требуется определять оо ьем цейтроццого пучка, из которого цзвлека 1 отся продукты распада нейтрона дл их регистрации, и не требуется определять распределение цейтроцов в этом объе е.В предлагасмо( способе измерений ццтс нспвцость цейтропов определяется поглоияющцм детектором ц э)пм устраняются Все рудОст 1, свзанныс с;еобходимостью зцяь толщину детектора, ссчецие его взаимодействия с нейтронами, степень отклоне 1ц 1 я этого сечения от законаВ предлагаемом способе измерений используются возможцостп метода по времени пролета и это является его большим прецмуцсством ц обеспечивает ему перспективу дальнейшего развития. Всягод(ар эО 1 у мс году результаты измерений разВсрцуты ВО време:1 и поэтому просматривается Весь хо;1 экспсрмента, то замстпо улучшает, В ГсОс 1, возможность с о коцтрол,В предлагаемом с 1 Особе измерений для кялпбровкц измерений используются нс сложные протонные пушки цлц я-истопики. которые не Вполне идецтпшы протон. Ому излучению а свозьзуОтс 5 те же цсйтроццыс импульсы, которые с помо 1 ью реакции захватя нейтронов в гелийэф- фект 11 ВВО Г 1)ГВО,15 с 51 В ПРОтоцц 1 с цмпУль.,як указВялос 1, Все цсобходи:е;Гяцныс для расчета периода полураспада цсйт 1)01 Я пз.ОР 511 отс 51 О.1,ВОГЗРс 1 спО 11 ГОэто)1 с В ливию с измерспц: и удобно 1;сО 1 ьзовять ЭВМ со Всеми вытекающими из этого Вы 1 одямп. Испо:Гьзоцяцие больи)их можностсй предлагаемого способа измерс766298 7 иг Составитель Т. ГорчакоТехред А. Камышнико Корректор Л. Слепая едакт исьма Типография, пр. Сапунова,ний становится тем глуоже, чем на болеемощном реакторе проводятся измерения. Формула изобретения 1, Способ измерения периода полураспада нейтрона, включающий формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов, регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на атомном реакторе формируют импульсы монохроматических нейтронов, пространственный размер которых полностью укладывается в объеме устройства, детектирующего продукты распада нейтрона, осуществляют отделение регистрирующих устройств Заказ 1018/8 Изд.183НПО Поиск Государственного комитет113035, Москва, Ж.35 от активной зоны реактора и защищают пх от фоновой радиации, снижают интенсивность нейтронных импульсов до уровня, необходимого для их регистрации детектором 5 с полным поглогцением падающих нейтронов, осуществляют измерение всех величин одновременно и в одинаковых условиях.2. Способ по и, 1, отл ич ающийсятем, что, с целью калибровки, нейтронный 1 О пучок превращают в протонный пучок пореакции захвата нейтронов в гелии-З. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 15 1, Л. Н. Ьпс с а 1, Р 1 ув Ке 74, 1217,1948. 2. Сосновский Л. Н. и др. )К ЭТФ: 1012,1959 (прототип), Тираж 719 Потписи СССР по делам изобретений и открыт Раушская наб., д 4,15