Захват нейтрона, как указывалось ранее, приводит к образованию возбужденного ядра, которое либо расщепляется с испусканием заряженной частицы, либо разделяется на осколки, либо возвращается в основное состояние с испусканием γ- квантов. При захвате тепловых нейтронов применяют методы, пригодные для регистрации быстрых заряженных частиц и γ- квантов.
Тепловые а надтепловые нейтроны регистрируют, используя реакции типа В10(n, a) Li7, Li6(n, a)H3, He3(n, p)H3, а также деление тяжелых ядер U235 и Pu239.
В реакции В10(n, a)Li7 ядра Не4 и Li7 разлетаются в противоположные стороны с энергией соответственно 1,6 и 0,9 Мэв. В ионизационных камерах или пропорциональных счетчиках применяется бор в виде газа высокой чистоты [ трифторидбор ВF3 или триметилбор В(СН3)3], высокообогащенный ( до 96%) радионуклидом В10 (σ = 3813 барн), или в виде твердого вещества В4С, наносимого тонким слоем на поверхность электродов. При наполнении газом ВF3 ионизацию в приборе производят обе частицы (Не4 и Li7),а при нанесении твердого слоя В4С в ионизации участвует только одна из частиц, так как другая поглощается стенкой. Поэтому камеры с твердым слоем борного соединения В4С обладают меньшей эффективностью, чем с газовым заполнителем ВF3.
Счетчики с заполнителем ВF3 применяются также для регистрации быстрых нейтронов. Для этого борный счетчик помещают в замедлитель. Эффективность такого счетчика зависит от энергии нейтронов и расположения источника.
Борные счетчики ( диаметр 2,2 см, длина 15 см, р= 400мм рт. ст., обогащение до 96% В10), имеющие чувствительность 20имп/сек на 1 нейтрон/(см2*сек), применяют для измерения плотности потока не более чем 105 нейтрон/(см2*сек). При большой плотности потока происходит изменение счетной характеристики( смещение плато) вследствие накопления лавины электронов у нити счетчика. При плотности потока тепловых нейтронов более 105 нейтрон/(см2*сек) используются борные ионизационные камеры.
Борные счетчики и ионизационные камеры удовлетворительно работают в γ- полях. Так, при облучении γ- и нейтронными потоками ( Еγ= 1,17 и 1,33 Мэв) борного счетчика типа СНМ- 5 ( диаметр 34 мм, длина 185 мм, р= 230 мм рт. ст.) средняя величина импульса от γ- квантов составляла 1/8 максимального значения импульса, получающегося от нейтронов. При измерении плотности потока 103- 1011 нейрон/(см2*сек) ионизационными камерами влияние γ- фона незначительно.
Херст и др. предложили пропорциональный полиэтиленовый счетчик с этиленовым наполнением; этилен и ткань имеют близкий ход зависимости дозы от энергии, поэтому этилен можно принять за тканеэквивалентный материал. Так как стенки счетчика полиэтиленовые, счетчик можно считать однородным и удовлетворяющим требованиям теории Брэгга- Грея.
Для дискриминации γ- фона и непосредственного измерения поглощенной в стенках счетчика энергии Херст применяет сложную и громоздкую электронную схему. Диапазон измеряемой счетчиком Херста энергии от 0,1 до 14 Мэв.
Для регистрации нейтронов промежуточных энергий все чаще прибегают к использованию всеволновых детекторов, выполненных из 2-3 водородсодержащих коаксиальных цилиндрических слоев, с внутренним расположением борного счетчика или из нескольких полиэтиленовых шаров различных диаметров- замедлителей, надеваемых на детектор- сцинтиллятор таким образом, чтобы он находился в центре шара.
Чувствительность всеволнового счетчика около 200имп/мин при плотности потока нейтронов 1 нейтрон/(см2*сек), что вполне удовлетворяет практическим целям.
Эффективность борного счетчика η, зависящая от длины рабочего объема l, энергии нейронов Еn и давлении газа р , можно определить по формуле
η = 1-ехр(-(0,07рl/Еn1/2)).
При р = 1 атм, l= 20см, Еn= 0,0253 эВ, η= 0,9.
Практический интерес представляет измерение потока нейтронов в интервале энергий от 10-2 до 107 эВ с использованием многошарового метода. Для этой цели применяется сцинтилляционный детектор.
Затем был предложен сферический детектор из полиэтилена диаметром 24 см..
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.