Способ измерения периода полураспада нейтрона

 

1 .-.

„.нр г „"

О П (:"" -Н. И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

11 1766298

Союз Саветсних

Сациапистичесних

Республин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополните ibltop к явт. cali.T-BK (22) Заявлено 05.03.79 (21) 2731681/25-18 с присоединением заявки X (2 >) Приоритет (43) Опубликовано 07.07.82. Б1оллстень ¹ 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М. Кл.

G 01Т 1/30

Государотеенный комитет (53) УДК 621.387.426 (088.8) llo делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

С. М. Калебин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА

НЕЙТРОНА

Изобретение относится к осблясти измерений времени полураспада радиоактивных веществ.

Точное знание периода полураспада нейтрона имеет фундаментальное значение для развития современных представлений об атомном ядре и ядерных силах. Измерение этой величины является сложной проблемой в экспериментальной ядерной

rtIIIatI Ke (1) .

Ближайшим техническим решением является способ измерения периода полураспада нейтрона, вкл1очающий формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов, регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации (2).

Этот способ измерения периода полураспада нейтрона основан на том, что через устройство, pcl èñòðèðótoùåc протоны или электроны, которые образуются в результате распада нейтрона, непрерывно прохоIIIT поток нейтронов, вылетающих нз ато .,I ного реактора, и поэтому в ограниченном пространстве регистрирующего устройства существует некоторая постоянная плотность нейтронного газа. Число актов распаля нейтронов в этом газе пропорционально его плотности и времени жизни самого нейтроtta. Если измерить величину нейтронного потока, то по скорости счета рсгистрирую1дим устройством продуктов распада нейтрона (протонов, электронов) определяется искомая величина — период полураспа5 да нейтрона.

Б измерсш1ях нсобходи:10 аб солютныс значения измеряемых величин, что является причиной значительных трудностей ll особых TpcttoBBIIIIII к калибровочlп ным измерениям.

Сущсству1ощий способ измерения период;l полураспада нейтрона имеет сущсственныс недостатки. Через регистрирующие устройства проходят нейтроны всех энер15. гий, присутствующих в спектре атомного реактора. и проходит большой поток мсIItaIometI рсакторной радиации. Первое усложняет из lepctllle абсолютной величины потока нейтронов, а второе ухудшает

20 условия проведения намерений — увечи 111васт фон в измерсших. Продукты распада нейтрона, вели 1иня нейтронного потока и фон 1змеряются в разное время и при разных условиях. Для связи результатов нс25 обходимы мониторные измерсн11я, точное

Bb пол11сние ко fopt lx весьма затруднено.

1-1ейтронный поток измеряется тонким детектором и поэтому возникя1от значнтельklb c TpvTI!IocT1I, сия за нь1с с опрс 1с чснисм

30 толщины детскторя, с определением сс tc766298 ппя взаимодействия детектора с нейтрона1 ми и степени его отклонения от закона

U где V — скорость нейтронов.

В измереш(ях трудно определить с высокой точностью величину объема нейтронного газа, из которого отбираются продукты распада нейтронов, распределение плотности нейтронов по этому объему.

Перечисленные недостатки существенно усложняют эксперимент и сни)кают не только точность, но и надел(ность измерений периода полураспада нейтронов.

Цель изобретения — повышение точности измерения периода полура "пада нейтрона.

Цель достигается тем, что в способе измерения периода полураспада нейтрона, включающем формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов. регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации, на атомном реакторе формируют импульсы монохром атических нейтронов, простр апственный размер которых полностью укладывается в объеме устройства, детектирующсго продукты распада нейтрона, осуществляют отделение регистрирующих устройств от активной зоны реактора и защищают пх от фоновой радиации, снижают интенсивность нейтронных импульсов до уровня, необходимого для их регистрации детектором, с полным поглощением падающих а него нейтронов, осуществляют пзмерсни» 1!с;>x вслпч1ш одновременно и в одинаковьix условиях и по cKopocTil счета нейтронов регистрирующим устройством определяют его период полураспада, а для калибровки нейтронный пучок по реакции захвата нейтронов в гелий-3 превращает В протонный пучок.

На фиг. 1 изображена схема эксперимента, отражающего предлагаемый способ измерения периода полураспада пей Tpo«H: па фиг. 2 — — резуль(атhr измерений, развернутые во времени.

Роторы 1 — 4 им еют кр и воли пей и ыс п(ели, синхронно вращаются Во Взвешенном состоянии в магн ITII0%1 поле ll формируют па атомном реакторе мопохроматические нейтронные импульсы 5, размер которых меньше устройства 6, дстектирующего продукты распада нейтрона. После диафрагмы

7 нейтронные импульсы поступают в нейтронный счетчик 8, которым измеряют(» их интенсивность. (Пафраг)!а уменьшает эту интенсивность до уровня, прн котором измерение черным нейтронным счетчиком осуществляется без просчетов, ?(еподвпжные коллиматоры 9 уменьшают фоп pear торной радиации. Д.!я калибровочных измерений объем с гелием-3 помещают и;! пути нейтронных импульсов в дстск!прук)щем устройстве 6. В предлагаемом способе измерение числа распадов нейтронов Л,„

>>

1О

1 >

2д > >, !(! дп

-40

1 (>

;;о

« > пп (1з> числа нейтронов Л „и фоновой радиации осуществляется одновременно, в од!(шакоВых условиях и результаты развср1!1ва101ся во времени t .. При таком представлении

:IBIIllrIx имеется возможность видеть T(пз пих, которые необходимо взять,(Г(я расчета периода полураспада нейтрона и изосжать ошибок, св»заппых с неполной регистрацией продуктов распада в отдельные моменты времени (наклонные участки в графике (!)„фиг. 2!.

Предлагаемый способ измерения периода полураспада нейтрона дает возможность измерить эту величину паиОолcc lip»мы м ciiocoooxi, т. е, с папменьцп;м количеством поправок и дополпительны.; контрол(п(ых измерений.

В предлагBcxro)I способе все вели.I!Jill>i (иптспсивносгь нейтронов, число пх распадов, фоВ) меряются одновременно и в одинаковых условиях Отпадает необходимость в мониторных измерениях. Измерительная аппаратура заи(ищсна от мешающей реакторной радиации и отделена от активной зоны реактора.

В предлагаемом способе измерений пс требуется определять оо ьем нейтронного пучка, из которого пзвлека1отся продукты распада нейтрона дл» их регистрации, и пе требуется определять распре Ге !Свис псйтропов в этом объеме.

В предлага(мо1(способе измерений пптс нспвпость пейтропов определяется поглощающим детектором и э!пм устраняются

Все 1рудпосги, св»заппыс с:!Собходимостью зпа!1 толщину детектора, сечение его взаимодействия с нейтронами, степень отклоне1

П1!я этого сечения от закона

В предлагаемом способе измерений используются возможности метода по врсмспп пролета и это является его большим

rrperI r1rrIcc r вом и обсспс (иваст ему перс Сктиву:I",crüícéøcãn развития. Благодар» э!Ому мсгоду результаты измерений развернуты ВО време!:!! и поэтому просматривается Вс.сь xn;I, эксперимента, !то заметно

1 1у>111!ВС Г, В I ВСТПОС 1 I I, Воз Мож! IОС1 ь CI 0 контроля.

В предлагаемом способе измерений для калибровки измерений используются пс сложные протонные пушки плп J.-источники. которые пс ш!олпе пдсптп шы протонному излучению, а используются те же нейтронные импульсы, которые с помощью реакции захвата) нейтронов в гелий-3 эфф(.КTIIВ!10 i!(РСВО. 1»1 С!1 В ПР01 0111!!>!C ИМП",11>С I>l ((,ак указывалось, Все необходимые;Гаипыс для расчета периода полураспа;Га псй1.1)опл пз >1срГ!10тс!1 0.1ВОГЗрс" rcirrrn»II Г!ОэтО 1;

В липпк) с пзмерс1!и»: и удоб,r(»:(»IO.Jüçîвать ЭВМ сп Всеми вытекающими из этого

Вы! Одамп. Испо. !ьзонанис бол! Iпих Возможностей предлагаемого способа измерс766298

Формула изобретения еан тор

"и. фиг. .

Составитель Т. Горчакова

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Письман

Корректор Л. Слепая

Заказ 1018/8 Изд. ¹ 183 Тираж 719 11одписиос

НГ10 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушскas> наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ний становится тем глуоже, чем на более мощном реакторе проводятся измерения.

1. Способ измерения периода полураспада нейтрона, включающий формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов, регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на атомном реакторе формируют импульсы монохроматических нейтронов, пространственный размер которых полностью укладывается в объеме устройства, детектирующего продукты распада нейтрона, осуществляют отделение регистрирующих устройств от активной зоны реактора и защищают 1пх от фоновой радиации, снижают интенсивность нейтронных импульсов до уровня, llcобходимого для их регистрации детектором

5 с полным поглощением падающих нейтронов, осуществляют измерение всех вели illll одновременно и в одинаковых условиях.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью калибровки, нейтронный

10 пучок превращают в протонный пучок по реакции захвата нейтронов в гелии-З.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

15 1. Л. Н. Snell et а1, Phys Rex 74, 1217, 1948.

2. Сосновский I. Н. и 1р. Ж ЭТФ: 1012, 1959 (прототип),