Детектор для измерения энергии нейтронов по времени пролета Советский патент 1989 года по МПК G01T3/06 

. 1

Изобретение относится к технике детектирования нейтронов и может быть использовано в ядерной физике промежуточных и высоких энергий, физике элементарных частиц, ядерном приборостроении и дозиметрии, для регистрации и измерения энергии нейтронов в диапазоне от 5 до 400 МэВ.

Целью изобретения является повышение надежности идентификации нейтронов с энергиями от 5 до 400 МэВ

путем отделения сигналов нейтронов от сигналов гамма-квантов.

На чертеже представлен предлагае-. мый детектор.

Детектор состоит из ni следовательно расположенных слоев сцинтил-. лятора 1 и черенкрвскик радиаторов 2.

Пучок частиц падает на мишень 3. Выпетающие из мишени частицы ре- гистрируются в детекторе 1. Для от314

деления нейтронов и гамма-квантов от заряженных частиц используется счетчик 4 антисовпадений. Сцинтил- ляционный свет с детектора 1 с по- мощью световода 5 собирается на ФЭУ 6, амплитуда и время появления сигнала которого измеряются стан- дарть ыми электронными блоками. Че- ренковский свет с детектсфа 2 по-

мощью световода 7 попадает на ФЭУ 8, сигнал которого регистрируется стандартной электронной аппаратурой. Энергия нейтронов находится по разности времени прихода сигналов от ФЭУ 6 и стартового счетчика 9, расположенного на пучке перед мишенью 3

В случае регистрации детектором 2 гамма-кванта, сигнал с ФЭУ 6 сопровождается сигналом с ФЭУ 8, ко- торый отсутствует при регистрации нейтронов с энергиями ниже,400 МэВ (при использовании в качестве черен- ковского радиатора полиметилмета- крилата с показателем преломления

1,5). В качестве критериев отделения сигналов гамма-квантов от сигналов нейтронов можно использовать: превышение амплитуды сигнала от ФЭУ 8 некоторого порогового значения,а

также превышение отношения амплитуд сигналов от ФЭУ 8 и ФЭУ 6 некоторой пороговой величины.

Первый из этих критериев йолее прост и может быть реализован с по- мощью стандартного дискриминатора импульсов. Использование второго критерия требует более сложной аппаратуры, однако позволяет надежно разделить сигналы нейтронов и гамма квантов в более широком энергетическом диапазоне.

Использование предложенного детектора позволяет регистрировать с высокой эффективностью нейтроны, из

мерять их энергию по времени пролета и проводить разделение сигналов регистрации нейтронов и гамма-квантов для энергий нейтронов от нескольких МэВ до 400 МэВ. Использовани такого разделения приводит к сокращению времени измерений и значительному увеличению точности результатов так как фон от гамма-квантов оказывается сильно подавленным.

Таким образом, значительно повышается максимальная энергия нейтронов, для которых осуществляется разделение сигналов регистрации нейтронов и гамма-квантов (от 20 до 400 МэВ); существенно расширяется набор используемых сцинтилляторов (можно использовать удобные пластмассовые сцинтилляторы) , регистра цию и разделение сигналов нейтронов и гамма-квантов можно осуществлять с помощью простой стандартной аппаратуры,.

Формула изобретения

Детектор для измерения энергии нейтронов по времени пролета,содержащий сцинтиллятор, системы свето- сбора и регистрации, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повыше ния надежности идентификатдии нейтронов с энергией до 400 МэВ путем разделения регистрирующих сигналов нейтронов и гамма-квантов, сцинтиллятор выполнен многослойным, а в детектор дополнительно введен многослойный черенковский радиатор, причем слои сцинтиллятора и радиатора вложены друг в друга и выполнены чередующимися, оптически изолирован друг от друга и оптически соединены с соответствующей им системой свето сбора и регистрами.

I

Изобретение относится к технике детектирования нейтронов и может быть использовано в ядерной физике элементарных частиц для регистрации измерения энергии нейтронов в диапазоне от 5 до 400 мэБ. Целью изобретения является повышение надежности идентификации нейтронов с энергиями от 50 до 400 мэВ путем отделения сигналов нейтронов от сигналов гамма--./ квантов. Сущность изобретения заключается в том, что детектор выполнен из двух серий многослойных сцинтил- ляторов и радиаторов черенковского излучения, оптически изолированных друг от друга, причем слои сцинтил- лятора чередуются через один со слоями радиатора, и оптически соединены с соответствующей им системой све- тосбора и регистрации. При этом оба сцинтилляционный и черенковский счетчики вырабатывают сигналы при проходдении через них гамма-квантов с энергией более 20 мэВ. В случае прохождения нейтронов с энергией до 400 мэВ через эти счетчики сигналы с черенковского не последует, так .как вторичные частицы, появившиеся от взаимодействия нейтронов с веществом, имеют скорости ниже порога черенковского свечения. Реализация такого детектора приводит к сокращению времени измерений и увеличению точности результатов измерений. 1 ил. е S

)

«ч

1

z.

/

л