Импульсный источник медленных нейтронов

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК МЕДЛЕННЫХ НЕЙТРОНОВ, содержащий импульсный HCTOiHHK быстрых нейтронов, окруженный замедлителем. Канал вывода медленных нейтронов расположенный в замедлителе, снабженный элементом, регулирующим положение дна канала относительно источника быстрых нейтронов , и пороговый поглотитель тепловых нейтронов, установленный на внутренней поверхности части канала, находящейся в области замедлителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения фона и повышения амплитуды импульсов на образце, канал выполнен проходящим через источ ник быстрых нейтронов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПИ5ЛИК

З,Ю 0 21 а 4/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО делАм иэОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СОИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 35 26195/18-21 (22) 20.12.82 (46) 23а08 84» Вол» В 31 (72) Н.И.Алексеев, A.С.Коченов, И.П.Садиков и В.С.Столыпин (53 ) 621.384.6(088.8) (56) 1. Патент США Р 3778627, кл. 250-499, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 915640, кл. 0 21 G 4/02, 1980. (54 ) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК МЕДЛЕННЬИ НЕЙТРОНОВ, содержащий импульсный исто4ник быстрых нейтронов, окру„„SU„„12 А женный замедлителем, канал вывода медленных нейтроновq расположенный в замедлителе, снабженный элементом, регулирующим положение дна канала относительно источника быстрых нейтронов, и пороговый поглотитель тепловых нейтронов, установленный на внутренней поверхности части .канала, находящейся в области замедпителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения фона и повышения амплитуды импульсов на образце, канал выполнен проходящим через источ» ник быстрых нейтронов .

1109812

Изобретение относится к технике получения импульсов медленных нейтронов и может быть использовано там, где находят применение импульсные источники медленных нейтронов, в частности в диагностике, в научных исследованиях и т.п.

Техническим средством для получения импульсов быстрых нейтронов могут быть импульсные реакторы или мишени-конверторы для преобразования . 1Î заряженных частиц в нейтроны. Для получения медленных нейтронов источник быстрых нейтронов полностью или частично окружают замедлителем, который в свою очередь служит источником медленных нейтронов.

Основными техническими характеристиками импульсных источников нейтронов являются амплитуда и длительность импульса, наличие фона быстрых нейт- ронов, т-излучения или фона медленных нейтронов, уширяющих импульс, причем обычно стремятся иметь как можно более высокую амплитуду импульсов при необходимой ширин . В большин 5 стве экспериментов с медленными нейтронами требуются длительности от 1. до 100 мкс.

Известен источник медленных нейтронов, в котором источником быстрых нейтронов служит мишень-конвертор для преобразования заряженных частиц в нейтроны. Мишень окружена замедлителем, служащим источником медленных нейтронов. Для уменьшения фона быстрых нейтронов и т-излучения на исследуемом образце каналы для вывода нейтронов выполнены касательными к мишени, так что через канал не

"виден " источник быстрых нейтронов.

Недостатком такого вывода нейтро- 49 нов является существенная дисперсия плотности потока нейтронов, вызванная вытеснением большой части замедлителя вблизи дна экспериментального канала. дно канала расположено в се- 45 чении, перпендикулярном поверхностям с одинаковыми длительностями импульсов (изохронные поверхности), это приводит к тому, что импульс медленных нейтронов уширяется. 5Î

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсный источник нейтронов, содержащий импульсный источник быстрых нейтронов, окруженный замедлителем, внутри которого расположен экспериментальный канал с регулируемым положением дна, обращенный в сторону источника быстрых нейтронов.

Внутренняя поверхность канала пок-6О рыта поглотителем медленных нейтронов 2 ).

Недостатком известного источника является то, что канал обращен в сторону источника быстрых нейтронов, и это служит причиной высокого фона .быстрых нейтронов и Э -квантов. Кроме того, для получения коротких импульсов нейтроны выводятся не из области максимума плотности потока медленных нейтронов, а из области, расположенной ближе к источнику быстрых нейтронов. В этой части замедлителя существует большой градиент плотности тока в сторону замедлителя. Поэтому ток медленных нейтронов в направлении выводимого пучка существенно ниже, чем в обратном. Эта особенность не используется в указанном источнике.

Кроме того, канал вносит заметную депрессию плотности потока медленных нейтронов в области их формирования вблизи дна экспериментального канала, Целью изобретения является уменьшение фона и повышение амплитуды импульсов на образце, вынесенном за пределы импульсного источника медленных нейтронов.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном источнике медленных нейтронов, содержащем импульсный источник быстрых нейтронов, окруженном замедлителем, канал вывода медленных нейтронов, расположенный в замедлителе, снабженный элементом, регулирующим положение дна канала относительно источника нейтронов, и пороговый поглотитель тепловых нейтронов, установленный на внутренней поверхности части канала, находящейся в области.замедлителя, канал выполнен проходящим через источник быстрых нейтронов.

На чертеже показан источник нейтронов с жидким замедлителем.

Устройство содержит импульсный источник 1 быстрых нейтронов, окруженный замедлителем 2, проходящий сквозь источник 1 быстрых нейтронов, и замедлитель 2, канал 3 для вывода нейтронов с устройством 4 для перемещения дна канала и поглотителем 5 тепловых нейтронов. Нейтроны используются на образце 6, вынесенном за пределы источника нейтронов.

Вывод нейтронов через канал 3, обращенный в сторону замедлителя 2, приводит к тому, что со стороны образца 6 не "виден" источник 1 быстрых нейтронов и поэтому резко (в десятки раз ) сокращается фон быстрых нейтронов и -квантов в момент импульса. Кроме того, такое размещение канала 3 дает воэможность использовать преимущественный ток медленных нейтронов с короткими импульсами в сторону источника быстрых нейтронов и образца. Оценки показывают, что, например, в случае источника быстрых нейтронов, сильно поглощающего медленные нейтроны, и легководного замедлителя, ток медленных нейтронов иэ замедлителя в сторону источника

1109812

Составитель A. Нестерович

Редактор Н.Лазаренко Техред Т.Дубинчак Корректор О.Луговая

Заказ 6093/37 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 быстрых нейтронов вблизи их границы в десятки раэ больше, чем ток í обратном направлении; в замедлителе иа глубине транспортной длины (4-5мм)в 2 раза выше. Токи в обоих направлениях на расстоянии длины диффузии от источника быстрых нейтронов приблизительно равны. При этом длительность импульса медленных нейтронов вырастает по мере углубления в эамедлитель от 10 до 50 мкс в слу- 1Î чае, если длительность импульса быстрых нейтронов не превышает 6 мкс.

Удаление дна канала на расстояния больше длины диффузии приводит к увеличению длительности импульса в легководном замедлителе до-180 мкс ); при этом амплитуда импульса уменьшается, как эа счет диффузии и поглощения нейтронов, так и за счет того, что преимущественным стал ток медлен- о ных нейтронов в направлении от источника быстрых нейтронов.

В предлагаемом источнике канал для вывода нейтронов дает меньшую депрессию плотностн потока медленных нейтронов, так как в области их формирования вблизи дна эксперимен— тального канала вытесняется меньший, чем в известном источнике, объем замедлителя. Величина депрессии зависит от размеров канала и замедлите-ЗО ля, его замедляющих и диффузионных свойств. Поэтому уменьшение депрессии зависит от конкретной конструкции источника и может достигать десятков проц HTQB, Таким образом, амплитуду импульсов медленных нейтронов с короткой длительностью (для легководного эамедлителя меньше 50 мкс )можно увеличить более, чем в 2 раза. При этом сохраняются все достоинства известного источника по регулированию длительности импульса.

Часть канала 3, которая находится в эамедлителе между источниками быстрых нейтронов и поверхностью замедлителя, покрывается пороговым поглотктелем тепловых нейтронов (например, кадмием )для экранирования от фоновых медленных нейтронов, увеличивающих длительность импульса. Другая часть канала, которая находится в замедлителе за источником быстрых нейтронов, поглотителем не покрывается.

Регулирование амплитуды и длительности импульса медленных нейтронов достигается изменением расстояния между источником быстрых нейтронов и дном канала (в жидком эамедлителе, например, эа счет сильфона, а в твердом за счет набора шайб из материала эамедлителя ).

Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным в десятки раз можно уменьшить фон и увеличивает амплитуду коротких импульсов в 2-3 раза.