Устройство для регистрации резонансных нейтронов Советский патент 1977 года по МПК G01T3/06 G01N23/221 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗОНАНСНЫХ

НЕЙТРОНОВ соким сечением поглощения медленных ней тронов ( например, из бора--10), экрана 4 из того же вещества, что и эмиттер 2, рассеивателя 5 из элемента с малым атом ным номером ( например, бериллия), экрана 6, поглощающего тепловые нейтроны. Устройство содержит дополнительный съемный экран 7 из вещества, содержащего определяемый резонансный поглотитель, (например, цезий), дополнительный экран содержащий элементы, поглощающие справа и слева по энергетической шкале от резонанса определяемого элемента. Устройство работает следующим образо Коллиматор 3 пропускает в устройство медленные нейтроны, выходящие под углами, близкими к прямому из горной породы Нейтроны с энергией 5,2 эв (резонансная энергия серебра) поглощаются в экране 4 из серебра и не активируют эмиттер 2. Нейтроны тепловой энергии также не активируют эмиттер, так как поглощаются экраном 6 из кадмия. При отсутствии рассеи вателя 5 детектор 1 регистрирует нерезонансные надтепловые нейтроны, поглотившиеся в эмиттере 2. Сечение поглощения надтепловых нейтронов серебром невелико, поэтому активность эмиттера 2 мала. При наличии рассеивателя 5 радиоактив ность эмиттера 2 возрастает, так как ней троны с энергией выше резонансной энергии серебра 5,2 эв в результате рассеяни в рассеивателе 5 уменьшают свою энергию до резонансной энергии серебра и активируют эмиттер 2. Связь энергии падающего нейтрона , рассеявшегося нейтрона Е и угла рассеяния Э определяется следующей формулой: г, Е Е -- 6oS б ®) (М + т) где m - масса нейтрона, М - масса ядра рассеивателя. При 0 0 , Е EJ т,е. при рассеянии вперед, нейтрон не теряет энергии; при рассеянии назад i./M-m у 1 M-m t VM4m 7 при 0 90. При рассеянии назад на бериллии нейтрон теряет своей энергии. Таким образом, нейтроны с энергией более 8,1 э в результате однократного рассеяния в ра сеивателе 5 не будут активировать эмиттер 2. Резонансные цеаиевые нейтроны (5,9 эв) уменьшают свою энергию до резонанса серебра (5,2 эв) при рассеянии на угол около 8О° Поэтому эмиттеры 2 асположены под углами близкими к 8О° о отношению к направлению движения нейронов. Таким образом, активация эмиттера 2 ызывается, в основном, цезиевыми нейтрЬами. Для уменьшения активации эмиттера 2 нерезонансными нейтронами (нейтронами, нергия которых отличается от 5,2 эв) до- олнительно применяют экран 8 из элеменов, поглощающих справа и слева от резонанса серебра (например, индий - резонансная энергия 1,46 эв, тантал - резонансная энергия 4,2 эв, йод - резонансная энергия 10-20 эв). Для учета фона нерезонансных нейтронов ( с энергией , отличной от резонансной энергии цезия - 5,9 эв) примен5пот экран 7 из вещества, содержащего цезий. Измерение активности эмиттера 2 производят дважды. При отсутствии экрана 7 активационный эффект связан с плотностью цезиевых и нереаонансных (фоновых ) нейтронов. При наличии экрана активационный эффект связан только с плотностью потока фоновых нейтронов. Разность показаний с экраном и без экрана связана только с плотностью потока резонансных цезиевых нейтронов. Аналогичное устройство можно применить для регистрации танталовых нейтронов, лишь изменив расположение эмиттеров относительно направления движения нейтронов в соответствии с формулой. Предварительные испытания показали, что предложенное устройство пригодно для регистрации цезиевых (5,9 эв) и танталовых нейтронов (4,2 эв). Формула изобретения 1.Устройство для.регистрации резонансных нейтронов, содержащее активационный детектор нейтронов и экран, защищающий детектор от активации тепловыми и рассеянными резонансными нейтронами, отличающееся тем, что, с целью измерения потока резонансных нейтронов с энергией большей энергии нейтронов, активирующих детектор, оно содержит рассеиватель из легкого элемента, например, бериллия, а указанный детектор установлен относительно потока нейтронов под углом, определяемым требуемой потерей энергии в рассеивателе. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью учета фона нерезонансных нейтронов, оно содержит дополнительный сменный фильтр из вещества, обладающего свойством резонансного по глощения нейтронов той энергии, поток которых измеряют,

3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и чающееся тем, что оно содержит дополнительный фильтр из веществ, поглощающих нейтроны с энергией, отличной от резонансной энергии измеряемого потока нейтронов.

У///////////.