Способ обнаружения источников нейтронных полей

 

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и, в частности, может быть использовано для обнаружения источников слабых нейтронных полей. Способ обнаружения источников нейтронных полей заключается в замедлении нейтронов в теле оператора и регистрации замедленных и отраженных нейтронов счетчиками тепловых нейтронов, например, счетчиками, содержащими газ ³Не, находящийся под давлением несколько атмосфер. Технический результат: небольшие весогабаритные характеристики детектирующего блока и высокая чувствительность контроля наличия нейтронного потока.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и, в частности, может быть использовано для скрытного обнаружения источников слабых нейтронных полей.

Известны способы регистрации нейтронов с помощью ионизационных камер или сцинтилляционных счетчиков (см. например, В.И.Калашникова, М.С.Козодаев. Детекторы элементарных частиц, М., 1966, стр.100, 225).

Способ регистрации нейтронов в ионизационной камере основан на преобразовании нейтронного потока в электрический ток, по величине которого можно судить о плотности нейтронного потока. Для повышения эффективности регистрации нейтронов счетчики нейтронов (ионизационные камеры) помещают в блок из замедлителя.

Способ регистрации нейтронов с помощью сцинтилляционных счетчиков, состоящих из сцинтиллятора и фотоумножителя, основан на преобразовании энергии нейтронов в световую энергию в сцинтилляторе и затем в электрический ток в фотоумножителе.

Как в первом, так и во втором способе, чувствительность зависит от величины и формы используемых блоков замедлителей или сцинтилляторов. Чувствительность выпускаемой серийной аппаратура, основанной на вышеизложенных способах регистрации нейтронов, при весе 15÷20 кг составляет 1÷10 н/см² с.

Известный способ регистрации слабых нейтронных полей, основанный на замедлении и последующей регистрации замедленных и отраженных от замедлителя нейтронов, где в качестве замедлителя используется полиэтилен (или вода), в котором размещены счетчики нейтронов, рабочим веществом которых является гелий-3 или газообразное соединение бора-10, выбран в качестве прототипа (см. В.И.Калашникова, М.С.Козодаев "Детекторы элементарных частиц", Москва, 1966, стр.112).

Однако известный способ-прототип не позволяет создать малогабаритную высокочувствительную аппаратуру, с помощью которой можно было бы производить скрытный контроль наличия изделий, имеющих нейтронную активность, так как чувствительность аппаратуры, основанной на этом способе, зависит от количества используемого замедлителя: при увеличении количества замедлителя чувствительность ее увеличивается, а соответственно и весогабаритные характеристики.

Опытный образец детектора, используемого в способе-прототипе, изготовлен на предприятии. Обладая высокой чувствительностью (˜2·10 ^-3 н/см² с), превышающей чувствительность выпускаемой серийной аппаратуры в 100-1000 раз, он имеет значительные габариты (˜150×600×400 мм) и вес (˜30 кг). Значительные габариты и вес исключают возможность скрытного обнаружения изделий или продуктов, имеющих нейтронную активность, а также затрудняют работу с детектором в полевых условиях.

Целью настоящего изобретения является создание способа обнаружения источников слабых нейтронных полей с помощью детектора, имеющего высокую чувствительность, малые габариты и позволяющего вести скрытный контроль наличия изделий, узлов или продуктов, имеющих нейтронную активность, при их транспортировке или в местах их возможного размещения.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе в качестве замедлителя используют тело оператора.

Сущность предлагаемого способа обнаружения источников слабых нейтронных полей заключается в замедлении нейтронов в теле оператора и последующей регистрации замедленных и отраженных нейтронов.

Опытный образец детектора, используемого в предложенном способе, выполнен в виде патронташа со счетчиками СИМ-17 (12 штук).

Детектор крепится на теле оператора ремнем, имеет вес 1,5 кг, габариты (˜250×250×20 мм) и чувствительность ˜5·10^-3 н/см². с (под чувствительностью понимается минимальная плотность потока нейтронов, которая может быть зарегистрирована над уровнем естественного фона за время измерения 100 сек практически со стопроцентной вероятностью).

Оператор со скрытым под верхней одеждой детектором, не привлекая внимания окружающих, может подходить к местам возможного размещения изделий, имеющих нейтронную активность (вагон, машина и т.д.). Устройство сигнализации, вызывающее вибрацию специального датчика, закрепленного на руке, срабатывает, если плотность потока нейтронов превышает уровень естественного фона.

Высокая чувствительность предлагаемого способа позволяет надежно регистрировать слабые нейтронные поля (до 5·10^-3 н/см² с), а небольшие весогабаритные характеристики детектора, используемого в предложенном способе, позволяют проводить скрытный контроль наличия изделий, имеющих нейтронную активность, что невозможно при использовании прототипа или какой-либо другой аппаратуры.

Формула изобретения

Способ обнаружения источников нейтронных полей, включающий замедление нейтронов с помощью замедлителя и последующую регистрацию медленных нейтронов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения скрытности контроля наличия нейтронного потока, в качестве замедлителя используют тело оператора.