устройство для регистрации потоков нейтронов
Классы МПК: | G01T3/00 Измерение нейтронного излучения |
Автор(ы): | Кадилин В.В., Карпов А.А., Рябева Е.В., Самосадный В.Т., Слепнев П.И. |
Патентообладатель(и): | Московский государственный инженерно-физический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-03-29 публикация патента:
20.01.1998 |
Использование: определение энергетического распределения направленных потоков нейтронов в диапазоне энергий от тепловых до 20 МэВ. Сущность изобретения: устройство для регистрации потоков нейтронов содержит мишень, состоящую из замедляющих нейтроны слоев, чередующихся в направлении градиента нейтронного потока со слоями регистраторов тепловых и медленных нейтронов, в качестве которых использованы газоразрядные счетчики нейтронов, расположенные равномерно в каждом слое. Каждый слой счетчиков подключен к соответствующему счетчику электрических импульсов электронного блока. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Устройство для регистрации потоков нейтронов, содержащее мишень, состоящую из замедляющих и поглощающих нейтроны слоев, чередующихся в направлении градиента нейтронного потока, и электронный блок, состоящий из счетчиков электрических импульсов, отличающееся тем, что поглощающие нейтроны слои представляют собой слои регистраторов тепловых и медленных нейтронов, в качестве которых применены газоразрядные счетчики нейтронов, расположенные равномерно в каждом поглощающем слое, причем каждый слой подключен к соответствующему счетчику электрических импульсов электронного блока.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для определения энергетического распределения направленных потоков нейтронов в диапазоне энергий от тепловых до 20 МэВ. Для регистрации и спектрометрии потока нейтронов в диапазоне энергий от тепловых до 20 МэВ известно устройство, описанное в статье Семенова В.П. Трыкова Л.А. Фадеева Ю.В. "Мультисферный спектрометр с полупроводниковым детектором тепловых нейтронов". Приборы и техника эксперимента, 1974, N 5, с. 40-43, состоящее из нескольких сфер различных диаметров, изготовленных из замедляющего быстрые нейтроны вещества, как правило полиэтилена, в центре которых помещены регистраторы тепловых и медленных нейтронов (РТМН). Регистраторы, находящиеся в сферах с различными диаметрами, имеют различную энергетическую зависимость чувствительности к нейтронному излучению - Sj(E), где j 1, 2, 3.K (K число сфер). Измерение энергетического распределения нейтронов производится следующим образом. Детекторы последовательно помещаются в точку измерения и производится K измерений. Известное устройство позволяет определить энергетическое распределение только стационарного во времени потока нейтронов, так как для определения энергетического распределения приходится проводить несколько циклов измерений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству и принятым в качестве прототипа является счетчик нейтронов, описанный в авт. св. N 1392523, кл. G 01 T 3/00. Счетчик содержит многослойную мишень и гамма-спектрометр. Слои мишени чередуются в направлении градиента потока нейтронов, каждый из слоев состоит из комбинации замедляющего и поглощающего нейтроны веществ. При этом в поглощающем материале происходит реакция (n,![устройство для регистрации потоков нейтронов, патент № 2102775](/images/patents/369/2102145/947.gif)
![устройство для регистрации потоков нейтронов, патент № 2102775](/images/patents/369/2102003/960.gif)
![устройство для регистрации потоков нейтронов, патент № 2102775](/images/patents/369/2102003/183.gif)
нейтроны, попадая в мишень, замедляются в полиэтилене 2 и, после достижения тепловой энергии, регистрируются в слое РТМН 1. Далее сигналы с каждого слоя РТМН фиксируются соответствующими счетчиками импульсов 4 электронного блока 5. Для каждой энергии нейтронов, падающих на детектор, существует глубина в слое замедлителя, равная длине замедления нейтронов той энергии, на которой эффективность их регистрации РТМН максимальна. При выборе расстояния между слоями регистраторов в более 1,5 длины диффузии будет происходить значительная потеря нейтронов вследствие поглощения их в реакциях захвата с ядрами замедлителя. Общая величина слоя замедлителя 2 должна быть больше, чем длина замедления группы нейтронов с максимальной энергией в исследуемом спектре. В полученном детекторе каждый слой обладает собственной функцией отклика в зависимости от энергии падающего излучения Sm(E). Число импульсов, регистрируемое любым слоем m в детекторе:
![устройство для регистрации потоков нейтронов, патент № 2102775](/images/patents/369/2102775/2102775-2t.gif)
или в виде аппроксимации материала:
![устройство для регистрации потоков нейтронов, патент № 2102775](/images/patents/369/2102775/2102775-3t.gif)
Решение этого матричного уравнения относительно
![устройство для регистрации потоков нейтронов, патент № 2102775](/images/patents/369/2102291/966.gif)
Класс G01T3/00 Измерение нейтронного излучения