Ознакомление с принципами построения защиты от нейтронов, страница 3

Быстрые нейтроны (п), падающие на торцевую часть счетчика, при взаимодействии с ядрами водорода замедляются и, попав в объем счетчика (1), поглощаются 10В. Тепловые нейтроны диффундируют в парафине (4) и часть из них, попавшая в счетчик, также может быть зарегистрирована. Нейтроны, падающие извне на боковые стенки детектора, замедляются в парафине и поглощаются кадмиевым слоем (Э). Кадмиевый колпачок (2) снижает эффективность регистрации тепловых нейтронов, падающих на торцевую часть счетчика, выравнивая тем самым чувствительность детектора к тепловым и быстрым нейтронам. Для уменьшения альбедо (вероятности обратного вылета) медленных нейтронов в передней части блока делают ряд глухих каналов.

Подавляющая часть нейтронов попавших на торцевую поверхность всеволнового счетчика , захватывается в процессе замедления в самом парафиновом блоке и окружающих его защитных слоях и лишь незначительная их часть попадает в борный счетчик и регистрируется. Поэтому собственная эффективность всеволнового счетчика невелика, порядка 10‘э, и ее абсолютное значение довольно трудно определить.

Ослабление нейтронного излучения в защите зависит от характеристик источника, свойств материала, взаимного расположения источника и защиты. В данной работе измерения выполняются в плохой геометрии (см. рисунок 3), т.е. исследуемый материал в виде пластин располагается между источником и детектором нейтронов на минимальном расстоянии (из-за невозможности сделать их точечными) от обеих точек.

Рис. 2. Схема эксперимента в плохой геометрии

Измеряется скорость счета детектора сначала без защиты – Ф₀, затем с защитой – Ф(d).

Обработка результатов прямых измерений

Результаты прямых измерений, для удобства, занесем в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты прямых измерений

Материал	Число импульсов Ф, имп/300сек	Толщина защиты d, см
Без защиты на расстоянии l1 (Ф01)	2568	–
Борированный полиэтилен I слой (Ф1)	1690	7.8
Без защиты на расстоянии l2 (Ф02)	1557	–
Свинец - Борированный полиэтилен (Ф2)	801	12.8

Расчёт длины релаксации:

г/см³   см

г/см³        см

  

 г/см²   

 г/см²   

                                               г/см²   

      

Для борированного полиэтилена:

 г/см²   

Для комбинированной защиты (свинец-борир.пол.) :

 г/см²   

Таблица 2 – Данные экспериментально полученных и найденных по табличным значениям длин релаксаций

Материал	Lизм.  [г/см2]	Lтабл.  [г/см2]
Борированный полиэтилен	20,89	5,86
Комбинированный 1: Свинец – борированный полиэтилен	98,44	-

Значения длины релаксации, полученные экспериментально, сильно отличаются от табличных. Это обусловлено, прежде всего, проведением эксперимента при выполнении лабораторной работы. Поскольку в нашей лабораторной работе не было возможности провести эксперимент в правильной геометрии, то прилетающие в детектор нейтроны претерпевали изменения к тому моменту, как попадали в детектор. Также ошибка может обуславливаться попадающими из окружающей среды нейтронами, которые мог зарегистрировать детектор.

Проанализировав экспериментальные данные о длине релаксации можно сказать, что скомбинированные материалы являются более эффективной защитой от нейтронов, чем                   материалы.