Способ измерения интенсивности ядерных делений Советский патент 1990 года по МПК G01T3/00 

Изобретение относится к способам измерения интенсивности ядерных делений (радиационному приборостроению к .области контроля содержания и сое- тава делящихся нуклиддв в образцах.

Цель иэобретэния повышение точности н улучшенче качества определе- яиА интенсивности ядерных делений путем более полного использования ин- фог мации, выделения вклада отдельньк групп импульсов при размазывании фона групп датулосов меньшей кратности

На чертеже- приведен пример устройства, реализующего предл,::гаемый спо- соб.

Способ измерения интенсивности ядеркъгх деленш ; осуществляется еле- дующг-й- образом, 3 едляют и детекти- руют нейтроны деленияJ в частности от спонтанного деления, в телесном угле ATj измеряют / ксгсмерное распределение длительностей интервалов между посдедователькь&зи нейтронными ю пульсамк,, причем мерность распределения не менее двухз отсчет каждой точки при построении многомерного распределения начинают с каждого ней- трсниот о и шульса и об интенсивности ядергйк делений с различным числом мгновенш х нейтронов на деление ::у- дят по параметрам многомерного лределения.

Сущность настоящего способа заклю™ чается а-следующем. Для выяа ления процесса деления на фоне обычно при- сутстаугощей foj п)-реа1сции Hcnojib- эуется тот факт, что на одно деление может возникать 2, 3 и т,д. нейтронов. Будучи замедлень и детекти- рованЫр они дадут пару, тройку и т.д 1а ульссз (группу ж щульсов крат- ностмо k) 9 распол:1женных близко во . временно При средние расстояния между ш.шульг.аш в группе возрастают и мелщу-последними импульсами состав™ лягот пример 1/ (где и - постоянная релаксации замедлениь г нейтронов в измерительной системе) Всю эту ин формацию можно нзвлачь с помощью по cтpoe шя многомерного распредеяения длительностей интервалор между после- довательньши нейтронными импульсамиа Двумерное распределение строится сле- дутащй образом. Длительности смежных интервалов рассматриваются как, координаты то«1ек на плоскост tjg С Ус- пронумеровав последовательно

появляющиеся импульсы первую точку получим, измерив длительности между nepBbw и вторь м (t, ) и вторым и третьим импульсами (t). Вторая точка будет определяться длительностью между вторым и третьим (t) и третьим и четвертым (t) импульсами и т.д. В ре ; льтате все грзтшы импульсов .дадут вклад в распределение ) так что потери ст атлстики не происходит. Аналогично можно построить 3- 4-мерное и т.д. распределение. Так как вероятность появления группы импульсов с кратностью k пропордиональна Е (- эффективность регистрации), то, вероятно, (2-5)-мерное распределение удовлетворит любую практическую потребность. При этом одновременно могут быть выделены все группы импуль- 1..ОВ с кратностямИ} не превосходящими (m-f-l)s где m - мерность распределе- кия о

Аппаратурно измерение многомерного распределения может быть осуществлено путем измерения с помощью генератора тактовой частоты длительностей: интервалов t между последовательно поступающими импульсами и дальнейшей числовой обработки с помощью ЭВМ.

Типичные времена релаксации для водородсодержащей замедляющей систе- . мы / 5fc80 - 00 f-iKc-j поэтому тактовая частота может быть выбрана порядка 1 МГц,

Принципиальная блок-схема прибора для измерения двумерного распределения изображена на чертеже. Импульсы с блока детектирования 1 поступают на циклический счетчик состояний 2 состояния которого обозначены 2,0- 2,4, Исходное состояние счетчика 2,0, Первый импульс с блока детектирования перебрасывает счетчик в состояние 21, второй в состояние 2 2, третий - в 2o3j четвертьп - в 2,4;, а пятый возвращает в состояние 2,1. Импульсы, соответствующие переходу из одного состояния в другое, являтся старт стоповьми иштульсами для адресных счетчиков 3, 4, 5, 6, на счетный вход которых подаются импульсы с кварцевого генератора 7 с тактовой частотой 250 кГц, что соответствует интервалу 4 икс между такто- ь2-ш импульсами.

Емкость счетчиков 3-6 выбрана pas - ой 0-99. Таким образом, максимально

1445-421

измерязмое время мкжду импульсами, поступающими с блока детектирования, составляет 004 400 мкс. При превышении этого времени в счетчике сохраняется число 99, Два счета, последовательно набранные в первом 3 и втором 4 адресном счетчике, составляют адрес А(, что соответствует коВ приведенном вьппе примере фон случайных совпадений единичН1)1х и парных импульсов намного меньше эффекта от тройных и myльcoв (0,3 против 2,0 мс ) и в первом приближении вообще может не считываться. Следующее по точности приближение включает экстраполяцио фотш napf-tbix им

Изобретение относигся к способам измерения интенсивности ядерных делений (радиационному приборостроению) , к области контроля содержания и состава депящихся нуклидов в изделиях. Целью изобретения является пот вышение точности и улучшение качест ва определения интенсивности ядерных делений путем более полного использования информации, выделения вклада отдельных групп импульсов при размазьшании фона групп импульсов меньшей кратности. Сущность способа заключается в том, что замедляют и детектируют нейтроны деления в телесном угле 47, измеряют многомерное распределение с мерностью не менее две длительности интервалов между последовательными нейтронными импульсами, отсчет каждой точки при no™ строении многомерного распределения начинают с каждого нейтронного импульса и об интенсивности делений с различным числом мгновенных нейтронов на деление судят по параметрам многомерного распределения. Способ может найти широкое пр1тменение при контроле отходов трансурановых элементов, особенно с разной множественностью нейтронов на акт спонтанного деления, 1 ил. «

ординатам t,, t в двумерном распре- делении, по которым при переходе циклического счетчика из второго в третье состояние добавляется I .Аналогично, адрес А2 образован счетами, набранными в третьем 5 и четвертом 6 адресном счетчиках.

Использование двух пар счетчиков позволяет избежать потерь информации при считывании адреса в ЭВМ 8. После считывания адреса и добавления по нему 1, соответствующие пара счетчиков сбрасывается, и процесс набора информации продолжается,

В настоящее время проведен расчет методом Монте-Карло плотности двумерного распределения W в точке, соответствующей нулевому адресу (0

ct(, tj. -с 4 мкс) для двух случаев: в первом случае с датчика поступают . в секунду 100 единичньж и 10 групп парных импульсов; во втором случае к ним прибавляется I группа из трех импульсов. Единичные импульсы и первые импульсы групп образуют независимые пуассоновские потоки. Положение импульсов в парах и тройках,определяется постоянной релаксации X 10 с В первом случае из-за случайных совпадений единичных и парных импульсов W(0,0) 6,3 мс , во втором - из-за добавки тройных импульсов W(0,0) 2,0 мс , т.е. в 6,5 раз больше, хотя полная интенсивность импульсов изменилась всего со 120 до 123 с , т.е. на 2,5%.

Интенсивность отдельных групп может быть оценена разными способами. Налример, двумерное распределение W (tjjt.) имеет следующий характер. Относительно слабо меняющееся распределение вдали от осей координат обусловлено единичными импульсами. Вблизи осей координат происходит резкое повьппение W, обусловленное парными импульсами. Еще более резкий рост наблюдается в начале координат - он обусловлен тройными импульсами.

пульсов вдоль осей координат со значений t, Л

к нулю и вьгчи

тание его. Аналогшжо определяется интенсивность парных импульсов (число импульсов в области распределения

вдоль осей координат), либо пренебрегая фоном единичньсх импульсов, либо экстраполируя этот фон к осям из области вдали от осей координат. Импульсы, оставшиеся после определения

тройных и парных импульсов $ относятся к единичным.

Как видно из ЭТ1ГХ рассуждений и приведенного , возможность определения jwTeKcifflitocTH тройных импульсов на фоне двойных улучшается (1 на фоне 10 в известном способе и 2,0 на фоке OjS мс по плотности ра пределения в настоящем способе), что приводит к уточнению отношения интенсивностей парных и тройных импульсов, и как следствие, получению более точной информации о качестве делений, кото.рое характеризуется распределением числа нейтронов на акт деления, и уменьшеншо погрешности измерения. Отношения интенсивностей групп даитульсов с разной кратностью можно использовать для разделения вклада известных нук пздов

В принципе могут быть разработаны

более сложные математические методы,

которые могут даже составить предмет

специальной математической теории.

В любом случае процедура обработки может сопрово)эдаться предварительной градуировкой установки.

Настоящий способ может найти широкое ир1шенение при контроле отходов трансурановых элементов, особенно с

разной множественностью нейтронов на акт спонтанного деления, таких, как плутоний, кюрийS калифорний. Может, найти применение также при измерении саморазмножения на быстрых нейтронах.55

Формула из-обратения

Способ измерения интенсивности ядерных делений, включающий замедление и детектирование нейтронов деле йия в телесном угле AIT, о т л и ч З го щ и и с я тем, что, с целый повы шекия точности и улучшения качества определения интенсивности ядерных делений, измеряют Многомерное с мерностью не менее ц&ук распределение длительностей интервалов между пос

Г/%У7

.

ffe/cK

.C/flO

CusffA Sai /fenu. , &фес

.. dff&sdffT / Of2djpe

..

. Составитель M,Данилов . . Редактор EtMecponosa Техред М.,Ходанич Корректор Л,Патай

Заказ 4331

:Т ираж 353 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, AJ 4/5

14454216

ледовательными нейтронными импульсами, отсчет каждой точки при построении многомерного распределения начи- нают с каждого нейтронного импульса и об интенсивностях делений с различным числом мгновейных нейтронов на деление судят по параметрам многомерного распределенияi

7

Сигнал A o§H( Шй 4

fz

Подписное