Способ измерения нейтронных спектров

 

i i) $43571

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02.80 (21) 2884419/18-25 (51) М. Кл.

G 01T 3/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (53) УДК 621.317.794 (088.8) по делам изобретений и открытий м . „

1 (72) Авторы изобретения

Г. В. Аникии и И. И. Котухов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЙТРОННЫХ СПЕКТРОВ

Предлагаемое изобретение относится к области ядерной физики и техники, а именно к изобретению нейтронных спектров в каналах защиты реакторов или других источников нейтронов большой мощности.

Как правило, спектр нейтронов в канале реактора измеряется при работе аппарата на малой мощности. Если нет возможности снизить мощность аппарата или есть основания полагать, что на большой мощности спектр нейтронов отличается от наблюдаемого при малой мощности, возникает необходимость прибегнуть к косвенным методам оценки спектра нейтронов.

Известен способ измерения спектра в прямом пучке нейтронов, ослабленном каким-либо фильтром с последущим введением поправок на полное сечение ослабления нейтронов фильтром и на многократное рассеяние материалом фильтра (1).

Недостатком способа является то, что если используемый спектр по форме существенно отличается от спектра, на котором производилась калибровка, то возникает неопределенность в его оценке из-за неточности введения поправок, величина которых не всегда хорошо известна, на неупругое рассеяние нейтронов образцом железа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения нейтронных спектров источников, состоящий в изменении спектров нейтронов, рассеянных образцов с большим атомным номером Z, помещенным в прямой пу5 чок нейтронов источника,(2).

Недостатком данного способа является необходимость введения поправок на неупругое и многократное рассеяние, померенных или вычисленных для известного спе10 ктра нейтронов. Если же исследуемый спектр отличается от калибровочного, то возникает неопределенность в его оценке из-за неточности введения поправок, величина которых не всегда хорошо известна.

15 Цель изобретения — повышение точности измерения нейтронных спектров за счет устранения поправок на неупругое и многократное рассеяние в образце.

Цель достигается тем, что при измерении нейтронных спектров источников известным способом измеряют спектр рассеянных на образце нейтронов при угле рассеяния нейтронов в диапазоне 1 (8>(2, при котором сечение швингеровского рассеяния велико, и спектр рассеянных нейтронов на образце при угле рассеяния нейтронов в диапазоне 2 (02<5, а искомый спектр нейтронов источника определяют путем вычитания спектра рассеяния, измеренного при больших углах 2 (Оа(5, из спектра

843571

Формула изобретения

Составитель С. Простов

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Письман

Корректор Е. Михеева

Заказ 1183/5 Изд. Ко 202 Тираж 719 Подписное

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

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

Типография, пр. Сапунова, 2 рассеяния нейтронов, измеренного при малых углах 1 (О1<2 .

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В пучок нейтронов помещают образец с большим атомным номером Z, измеряют спектр рассеянных нейтронов под двумя разными углами 01 и 0, где 1 (0,(2, а

2 (O (5 . Искомый спектр получают вычитанием спектров, померенных на угле 0>, из спектров померенных на угле Оь

Предлагаемый способ связан с использованием швингеровского рассеяния нейтронов на углы 1 -+ 5 . Характерной особенностью этого типа рассеяния является быстрый рост сечения рассеяния нейтронов с уменьшением угла рассеяния О. Этот рост выражается формулой

-., (6) = ctg — где Т вЂ” константа, пропорциональная заряду ядра Z.

Например, для рассеивателя — образца и зз11 при угле рассеяния 3 ош, (О) =

=0,25 б/ср, а при угле 0,4 о, (О) =

=14,80 б/ср. Чисто ядерные компоненты сечения рассеяния при столь малом различии углов рассеяния оказываются практически одинаковыми. Поэтому, если измерить спектры нейтронов при двух углах рассеяния (например, при 0> 1 и при

0 =5 ) и взять разность этих спектров, то число нейтронов в каждой энергетической группе разностного спектра будет пропорционально числу нейтронов в той же группе прямого спектра реактора и сечению швингеровского рассеяния.

Более того, процедура нахождения спектра отличается тем, что сечение швингеровского рассеяния не зависит от энергии нейтрона. Благодаря этому разностный спектр нейтронов просто совпадает по форме со спектром нейтронов исследуемого источника. Все другие компоненты сечения рассеяния, в том числе и неупругого, уничтожаются при вычитании. Применение описанного

5 метода измерения спектра нейтронов возможно при достаточно хорошей коллимации пучка нейтронов, но при большой мощности исследуемого источника это не вызывает затруднений в смысле потери интен10 сивности регистрируемого потока нейтронов.

Способ измерения нейтронных спектров, 15 источников, состоящий в измерении спектров нейтронов, рассеянных образцом с большим атомным номером Z, помещенным в прямой пучок нейтронов источника, отличающийся тем, что, с целью повы20 щения точности измерения спектров за счет устранения поправок на неупругое и многократное рассеяние в образце, измеряют спектр рассеянных на образце нейтронов при угле рассеяния нейтронов в диапазоне

25 1 (0><2", при котором сечение швппгеровского рассеяния велико, и спектр рассеянных нейтронов на образце при угле рассеяния нейтронов в диапазоне 2 (Ог( (5, а искомый спектр нейтронов источни30 ка определяют путем вычитания спектра рассеяния, измеренного при больших углах

2 (Оз(5, из спектра рассеяния нейтронов, измеренного при малых углах 1 (< 01(2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Трыков Л. А, Однокристальный сцинтилляционный спектрометр. М. Автомиздат, 40 1971, с. 85.

2. Трыков Л. А. Однокристальный сцинтилляционный спектрометр. М. Автомиздат, 1971, с. 95 (прототип) .