Нейтронный датчик

/00 (прототип),2. Авторское .с9 468553, кл. 6 0 РОННЫИ ДАТЧИК, ляционный дете рых нейтронов, оложены замедли й поглотитель,я тем, что, с ергетическогох нейтронов пу(54) (57) НЕЙжащий сцинтиленных и быскоторого раси резонансныч ающи йрасширерегистр содертор мед вокруг т ель т л и- целью иапазон ем выния эируемы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ(56) 1, Бекуртц К.,ронная физика. Атомис.б 3,равнивания егочувствительности к медленным нейтронам, детектор дополнительно окружен перфорированным поглотителем медленных нейтронов, причем площадь перфорации выбрана из соотношенияЕмедл боьлЕье 1 р перср гдетое- чувствительность к медленным нейтронам; Еьис 1 р - чувствительность к быст -рым нейтронам; перср- площадь перфорации; б,щл - облучаемая площадь поверхности детектора, имею-, щая одинаковую чувстви- щ тельность к медленным нейтронам,Целью изобретения является расширение энергетического диапазона. регулируемых нейтронов путем выравнивания его чувствительности к медленным нейтронам,50 Цель достигается тем, что в нейтронном датчике, содержащем сцинтил ляционный детектор медленных и быстрых нейтронов, вокруг которого расположены замедлитель и резонансный поглотитель, детектор дополнительно окружен перфорированным поглотителем я) медленных нейтронов, причем площадь перфорации выбрана из соотношенияБМрдл 5 оБл)Быстр перекрИзобретение относится к экспериментальной нейтронной физике, а имен, но, к конструкции(,нейтронных сцинтилляционных детекторов, имеющихнезависимую от энергии нейтроновчувствительность и предназначенныхдля контроля величины нейтронныхпотоков,Известные из техники экспериментадлинные счетчики обладают минимальною зависимостью эффективностирегистрации нейтронов от их энергий, Эти детекторы имеют крупныеразмеры, большой вес. Эффективностьрегистрации зависит от места попадания нейтрона в детектор. 15Известный детектор на основе точечнога датчика тепловых нейтронов,помещенный в центр шара, выполненного из материала з амедлителя, обладает повышенной чувствительностью 2 Ов выделенном энергетическом интервале в зависимости от радиуса шара 1 . Для достижения всеволновости требуется в процессе измеренияпользоваться комплектом из нескольких шаров.Ближайшим техническим решениемк предлагаемому является нейтронныйдатчик, содержащий сцинтилляционныйдетектор медленных и быстрых нейтронов, вокруг которого расположенызамедлитель и резонансный поглотитель (2),Этот нейтронный датчик имеет детектор быстрых и медленных нейтронов35з амедлитель, толщина которого выбирается из соотношения 1 с )т ( 1 - толщина замедлителя,- длина свободного пробега нейтрона в замедлителе), резонансные поглотители, расположенные между детектором быстрых 40и медленных нейтронов и замедлителем, Однако такой детектор не обладает изотропностью, конструкция егодостаточно сложна, а конструктивныекомпоненты не выпускаются промышленн остьюгде Е лле- чувствительность детектора к медленным нейтронам,: Бисетр- ЧуВСтВИтЕЛЬНОСтЬ дЕтЕКтора к быстрым нейтронам;оьл - облучаемая площадь поверхности детектора,имеющая одинаковую чувствительность к медлен-ным нейтронам;перр- площадь перфорации,Толщина поглотителя выбираетсяиэ соотношения; т ) я, где 1 - толщина поглотителя;- длина свободного пробега медленных нейтронов впоглоти теле,Значения чувствительности (Бистрмедл ) и площади ( ) оБл ) для детектора определяются экспериментальноили берутся из паспорта на детектор,Подставляя их в формулу, определяемплощадь отверстий перфорации, необходимую для выравнивания чувствительности датчика к медленным и быстрым нейтронам,На чертеже изображена конструкция нейтронного датчика,Сцинтиллятор 1 окружен кадмиевойфольгой 2 с отверстиями 3, Детектор,сочлененный с фотоумножителем 4, находится в светозащищенном корпусе 5Для наглядности на рисунке показанразрез детектора,Б Исследовав образцы промышленновыпускаемых сцинтилляционных детекторов нейтронов, авторы изобретенияобратили внимание на конструктивныеособенности сцинтиллятора ЛДНМ П-би выявили возможность расширениядиапазона энергий регистрируемогонейтронного излучения эа счет частотного затенения поверхности сцинтиллятора перфорированной оболочкойиз металлического кадмия. Изотропность детектора достигается за счетразличных площадей перфорации боковых и торцевых поверхностей кадмиевой оболочки в соответствии с угловой зависимостью чувствительностидетектора к тепловым нейтронам, Выбранный сцинтиллятор обладает изотропной чувствительностью к быстрымнейтронам.Детектор ЛДНМ П-б имеет чувствительность к быстрым нейтронам как сторца, так и с боковой поверхностиОл 022 /нейтр чувствительность кмедленным нейтронам различна с торцаи с боковой поверхности и соответственно равна 0,09 и 0,135 1 нейтрТорцевая поверхность детектора сос-.тавляет 50 см , боковая 147 см.(1 одставляем эти данные в формулу ЕМЕлоБл-А - 12 см0,09 Составитель Ю.АлешинРедактор Е,Месропова Техред А.Кикемезей Корректор В,Гирняк Заказ 1158/8 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал 1 П 11Патент , г,ужгород, ул, Проектная, 4 где Я- чувствительность детектора ЛДНМ П-б к медленнымнейтронам;5 ис - чувствительность к быстррым нейтронам;-овь- облучаемая площадь поверхности детектора, имеющаяодинаковую чувствительность к медленным нейтронам (боковая или торцевая);Брръ- площадь перфорации,Получаем для торцевой.поверхности детектора: для боковой поверхности 5 ц ,РсмгТаким образом, для выравнивания кривой чувствительности датчика по 20 отношению к быстрым и медленным нейтронам в кадмии, закрывающем торцевую поверхность детектора, должно быть сделано равномерно расположенных отверстий общей площадью 12 см , в боковой - 24 см. При этом, одновременно со всеволновостью до"тигается изотропность, Толщина кадмия (т, ) должна быть больше 0,1 мм.Разработанный детектор с помощью ,несложных конструктивных доработок может быть использован в качествечувствительного элемента в промьпдленно выпускаемых радиометрах типаКран, Руп. Авторами получено разрешение разработчиков радиометров Кранф, Руп на возможность использования разработанногодатчика в качестве чувствительногоэлемента, Следует отметить, что внастоящий момент в измерениях нейтронных потоков,с неизвестным энергетическим спектром приходится использовать прибор Кран с наборомиз трех детекторов, что сушестйенноусложняет процесс измерений,Разработанный датчик по своимтехническим параметрам перекрываетвозможности названного комплекта,Детектор портативен, вес меньше400 г, его чувствительность не зависит от места попадания нейтрона вдетектор. Детектор может быть использован з качестве чувствительногоэлемента в промышленных радиометрах . Габариты чувствительного элемента: диаметр 80 мм, высота 78 мм, Зависимость чувствительности датчика от энергии нейтронов изменяется следующим образом: при Етепл;0,33; 2,2; 4 МэВ соответственно =0,022 р 0,043 р 0,034 у 0,022 1/нейтрон.