Способ определения энергии нейтронов

1 п 1 467666 Сова Советских Социалистических РеспубликСПИ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 1708571 26-25 Заявлено нием за с присоед23) Приорите Государствеииый комите овета Министров СССРо делам изобретенийи атерытил етень(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ НЕЙТРОНОВ одимо опредеом пучке. Для б не пригоден, диаметров изетрия измерею энергетичестроны образуени ускорителя я энергии угим об- еличпной Изобретение относится к способам определения энергии нейтронов и может использоваться при работе с источниками моноэнергетических нейтронов (например, на ускорителях в узких пучках).Известен многосферный способ определения спектров нейтронов, который, в частности, может быть использован для определения энергии нейтронов, Полиэтиленовые сферы с диаметрами 50,8; 76,2 и 203,2 мм устанавливаются поочередно на световод таким образом, чтобы кристалл 211 находился в центре сферы. Регистрация нейтронов с энергией, большей чем тепловая, достигается замедлением их в полиэтилене, В поле моноэнергетических нейтронов для каждой сферы наблюдается различная скорость света, Полученные отношения скоростей счета позволяют с помоц 1 ью графика определить энергию нейтронов после предварительной калибровки сфер. В ряде экспериментов необх лить энергию нейтронов в узк этой цели многосферный спосо так как с заменой сфер разных меняется телесный угол (геои ний), что приводит к изменени кого интервала (например, ней ются в твердой тритиевой миш по ядерной реакции Т(р, п)Не. С целью уменьшения влияния изменениягеометрии измерений и повышения за счет этого точности определения энергии промежуточных и быстрых нейтронов в качестве де тектора используют детектор медленных ибыстрых нейтронов, с помощью которого производятся измерения: одно - без замедлителя, второе - с замедлителем.Способ осуществляется следующим образом.10 В узком пучке моноэнергетических нейтронов измеряют скорость счета сцинтилляционного детектора, который состоит из сцинтпллятора, фотоэлектронного умножителя (ФЭУ, ФЭУ) и электронного устройства, осущест вляющего усиление, дискриминацию импульсов и их счет. Затем измеряют скорость счета датчика с полиэтиленовым замедлителем, в состав которого входит тот же сцинтилляцпонный детектор, причем диаметры замедлите ля и сцинтиллятора одинаковы, что практически оставляет без изменений геометрию измерений. В обоих случаях скорости счета измеряются относительно скорости счета монитора. Затем определяется отношение скоросОтей счета ф, С помощью графика определяется величина энергии нейтронов,Предложенньш способ определен нейтронов можно осуществить н д 30 разом. Непрерывное наблюдение заэнергии осуществляют с помощью сцинтилляционного детектора и датчика с замедлителем вместо монитора. Оба устройства располагают симметрично относительно направления ускоренных частиц на одинаковом расстоянии от мишени.На фиг. 1 представлены кривые чувствительности (относительных скоростей счета) в зависимости от энергии нейтронов для различных вариантов сцинтилляторов и замедлителей; на фиг. 2 - отношения скоростей счетав зависимости от энергии нейтронов Е , ГКривая 1 получена, когда диаметр сцинтиллятора равен 40 мм, толщина 2,5 мм, без замедлителя; кривая 2 - диаметр сцинтиллятора равен 70 мм, толщина 2,5 мм, без замедлителя. В обоих случаях размер зерен светосостава Тне превосходит 300 мк, плотность распределения зерен в органическом стекле такова, что величина ай имеет порядок 0,1 (где ив число ядер бора в 1 см, 6 - сечение взаимодействия бора для тепловых нейтронов;толщина сцинтиллятора). Кривая 3 получена, когда диаметр сцинтиллятора равен 70 мм, толщина 3 мм, без замедлителя. В этом случае размер зерен 1000 мк, пйпорядка 1. Кривые 4, 5 и 6 получены с первым вариантом сцинтиллятора (кривая 1), но с различными замедлителями: кривая 4 - диаметр полиэтиленового цилиндра 40 мм, высота 20 мм; кривая 5 - диаметр 40 мм, высота 35 мм; кривая 6 - диаметр 70 мм, высота 35 мм, Кривая 7 получена со вторым вариантом сцинтиллятора (кривая 2); диаметр замедлителя 70 мм, толщина 35 мм, Кривая 8 получена с третьим вариантом сцинтиллятора (кривая 3): диаметр замедлителя 70 мм, толщина 20 мм.На фиг. 2 представлены отношения скоростей счетав зависимости от энергии нейтронов Е. Кривая 1 определяется по данным, представленным на фиг. 1 кривыми 1 и 4; кривая 11 - кривыми 1 и 5; кривая 1 П - кривыми 1 и 6; кривая 1 Ч - кривыми 2 и 7;кривая Ч - кривыми 3 и 8.Кривая 1 (фиг, 2) позволяет определятьэнергии нейтронов в диапазоне от 250 кэв и5 выше. Величины отношений для двух значенийэнергии моноэнергетических нейтронов сильнее отличаются друг от друга по величине,чем в остальных случаях. Если допустить, чтоточность измерения величины отношения10 "о- + 10 О/о и одинакова в измеряемом диа 7(пазоне энергий, то неопределенность в величине Е, полученной из кривой 1 (фиг. 2), лежит в пределах .+5 - 8/ ухудшаясь с уве 15 личением энергии нейтронов. Кривые 11, 111,1 Ч и Ч могут использоваться, когда необходимо увеличить чувствительность. Например,кривая Ч позволяет определить величиныэнергий только свыше 500 кэв, но с гораздо20 большей чувствительностью, и неопределенность в величине Епри 1 мэв уменьшаетсядо 5 - 6%, если точность измерения величины отношения-+10 О/о.725 Уменьшение содержания бора в сцинтилляторе медленных и быстрых нейтронов приводит к расширению диапазона энергии, в котором возможно определение энергии нейтронов,но при этом уменьшается чувствительностьЗ 0 датчика с замедлителем,Формула изобретенияСпособ определения энергии нейтронов, состоящий в пропускании пучка нейтронов поЗ 5 очередно через замедлители с разными толщинами и регистрации замедленных нейтронов детектором, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния изменения геометрии измерений и повышения за счет этого 40 точности определения энергии нейтронов, вкачестве детектора используют детектор медленных и быстрых нейтронов, с помощью которого производят два измерения: одно - без замедлителя, второе - с замедлителем.467666о Р/ПИ РдОб о,г 0,1о,з атИ Рд а,в о,в 0,4 ог отн ед в о,юРиг 1467666 7,0 Еп,лэ 5 Составитель А. Борцова Текред А. Камышникова Корректор О. Тюрина Редактор Н. Цветкова Заказ 933/4 Изд.286 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, гК, Раушская наб., д. 4/5