Методы регистрации нейтронов

МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ НЕЙТРОНОВ [c.196]

Борный метод. Очень важный метод регистрации нейтронов основан на свойствах бора поглощать нейтроны с энергией от тепловых до десятков кэв (по закону v). При этом идет реакция [c.197]

III, Метод регистрации нейтронов и измерение потока нейтронов путем активации фольг [c.191]

Методы регистрации у-квантов мы уже рассмотрели в предыдущем параграфе. Поэтому здесь мы в основном будем говорить о регистрации нейтронов. Для регистрации нейтронов разных энергий удобны различные ядерные реакции. Поэтому мы рассмотрим отдельно медленные нейтроны и нейтроны более высоких энергий. В общем, из-за закона 1/ (см. гл. IV, 4) регистрировать нейтроны тем проще, чем ниже их энергия. Потоки нейтронов часто загрязнены большим количеством электронов и -у-квантов. Поэтому качество нейтронного детектора существенно зависит от того, можно ли с его помощью выделять нейтроны при интенсивном фоне у- и р-излу-чения. [c.517]

Рассмотрим сначала методы регистрации отдельных медленных нейтронов с энергиями от тепловой до десятков кэБ. [c.517]

Для регистрации нейтронов высоких энергий в основном используются метод протонов отдачи и метод пороговых детекторов. [c.521]

Метод регистрации износа деталей машин, основанный на активации испытуемых деталей нейтронным потоком и регистрации гамма-излучения продуктов износа в смазочном масле, лаборатория использует начиная с 1957 г. [5]. Если обеспечивается равномерное распределение радиоактивных продуктов износа в смазке и отсутствие их осаждения в течение испытания, то можно считать, что скорость счета в радиометрической схеме является косвенной характеристикой весового износа (потери массы) испытываемой детали. Количественное соотношение скорости счета в схеме и величины весового износа устанавливаются специальный тарировкой. [c.269]

Нейтроны условно разделяют на энергетич. диапазоны (табл.), отличающиеся методами получения и регистрации нейтронов, а также направлениями их использования. [c.278]

Так как Н. практически не производят ионизации и возбуждения атомов, наблюдение (детектирование) нейтронов производится путем регистрации продуктов вызываемых ими ядерных реакций, для чего разработан целый ряд методов (см. Нейтронные детекторы). [c.378]

Важной с точки зрения обеспечения безопасности оборудования реакторной установки является контроль механической целостности и жесткости крепления компонентов реактора, основного оборудования и трубопроводов первого контура, включая внутри-корпусные устройства (шахта и корпус реактора), при работе на мощности в связи с отсутствием возможности контроля этого оборудования другими методами, кроме методов регистрации акустических, вибрационных, нейтронных шумов, создаваемых работающим оборудованием. Шумы энергетического реактора представляют сложные взаимосвязанные явления нейтронной физики, тепло-гидравлики и механики. Шумовая диагностика основывается на пассивном мониторинге флуктуирующих составляющих следующих физических полей [c.31]

Упругое рассеяние нейтронов очень широко используется для регистрации быстрых нейтронов методом наблюдения следов ядер отдачи (чаще всего протонов отдачи) в различных трековых приборах (камера Вильсона, ядерная фотоэмульсия, пузырьковая камера и др.), а также для регистрации ядер отдачи ионизационными методами (ионизационные камеры, счетчики). [c.290]

Развиваются экспрессные методы активационного анализа без разрушения, опирающиеся на измерение короткоживущих активностей и даже просто продуктов ядерных реакций. Эти методы используются, в частности, для непрерывного автоматического контроля за ходом различных технологических процессов. Идентификация проводится по Р-распадным электронам, по у-квантам радиационного захвата (п, у), по нейтронам и другим частицам, вылетающим в результате ядерных реакций. Используются и у-кванты, возникающие при возвращении ядра в основное состояние после неупругого столкновения с нейтроном. Для повышения селективности анализа обычно измеряется энергия у-квантов, а для каскадных процессов часто используется регистрация на совпадения. Примером экспрессного анализа по короткоживущей активности может служить определение содержания кислорода посредством активации быстрыми нейтронами, вызывающими реакцию вО (п, p)7N . Период полураспада изотопа составляет всего лишь 7,3 с. Регистрируются обычно не 3-электроны, а жесткие у-кванты с энергиями 6,1, 6,9 и 7,1 МэВ, возникающие при переходе продукта распада — изотопа — в основное состояние. Примером использования ядерных реакций для элементного анализа может служить использование ракции 4Ве (у, п)4Ве для анализа на бериллий. Эта реакция имеет на редкость низкий порог 1,66 МэВ (обычно порог реакции (у, п) лежит в области 10 МэВ). Регистрируются вылетающие нейтроны. Малость порога, во-первых, делает метод исключительно селективным, а во-вторых, дает возможность использовать для активации дешевые и простые в обращении изотопные источники у-излучения. [c.688]

Нейтронная радиография — метод неразрушающего контроля, основанный на просвечивании исследуемого объекта коллимированным пучком нейтронов и регистрации теневого изображения объекта на рентгеновской пленке или другом детекторе (рис. 39). [c.337]

Следует заметить, что когда схемы дистрибуторов первого типа начали использоваться для регистрации цифр в последовательном потоке времени, то их легко удалось превратить в параллельные селекторы. Хотя в общем случае параллельный селектор — прибор менее эффективный, чем дистрибутор, так как значительная часть входной информации не попадает в перестраиваемый канал, во временных селекторах (например, в нейтронных селекторах по времени пролета) эффективность остается столь же высокой, как и в дистрибуторах. Объясняется это тем, что входной код, соответствующий цифре с более высоким количественным значением, во временных селекторах принципиально не может появиться раньше кода, соответствующего цифре с меньшим значением. Это значение отражает основной параметр — время, которое по своей природе автоматически может только монотонно нарастать. Когда же методом селекции измеряется другой параметр, например амплитуда импульсов датчика, то такого упорядочения измеряемой величины по значениям не происходит, и параллельный селектор оказывается прибором менее эффективным и поэтому менее совершенным, чем дистрибутор. [c.62]

Если излучения рассматривать как частицы, то рентгеновские фотоны, электроны и нейтроны (как показывают эксперименты по столкновению их с другими частицами или, более практически, их получение и регистрация) обладают весьма различными свойствами. Однако если рассматривать только распространение излучений в пространстве и их рассеяние веществом или полями без заметных потерь энергии, то все их можно рассматривать как волны, описываемые волновыми функциями. Эти функции являются решениями дифференциальных уравнений одного типа — волнового уравнения. Следовательно, мы можем иметь дело с относительно простой полуклассической волновой механикой, а не с полной квантовой механикой, необходимой для рассмотрения взаимодействий квантов, включающих изменения энергии. Практические различия в экспериментальных методах и интерпретации измеряемых интенсивностей при различных излучениях, возникают из-за различных значений параметров в волновом уравнении.. [c.15]

Более двух десятилетий назад была показана возможность создания технических средств поиска на основе ядерно-физического метода, в основе которого лежит процесс регистрации вторичного излучения, возникающего в результате взаимодействия нейтронов (например, от изотопа калифорний-252 или малогабаритного генератора) с ядрами атомов ВВ. Однако использование таких технических средств ограничено проблемами обеспечения безопасности оператора и низкими темпами поиска. В настоящее время этот метод находится в лабораторной стадии исследований. [c.653]

Для детектирования нейтронов больших энергий обычно используются сцинтилАяциошше детекторы с органич. сцинтилляторами (содержащие много водорода) значит, размеров, в к-рых пробеги протонов отдачи I велики (напр., при 00 МэВ в воде 1 = 10 см). Спектры нейтронов больших энергий измеряются по отклонению протонов отдачи в магн. поле. Однако этот метод пригоден только для интенсивных потоков нейтронов, т. к. толщина радиатора должна быть мала, чтобы в нём протоны отдачи не испытывали заметного торможения достаточно малым должен быть н используемый телесный угол, в к-ром протоны вылетают из радиатора. Для 1 ГэВ регистрация нейтронов по протонам отдачи становится малоэффективной, т.к. сечение упругого рассеяния, продолжая монотонно падать, становится меньше сечения множест-ленного рождения частиц (см. Мпожественные процессы). [c.279]

Детекторы медленных нейтронов. Детектирование М. н. производится путем регист]>а-ции продуктов вызываемых ими ядерных реакций (см. Нейтронные детекторы). Метод регистрации ядер (протонов) отдачи, возникающих при рассеянии нейтронов, применяемый для детектирования быстрых нейтронов, для М. н. непригоден, т. к. медленные ядра отдачи пе производят ионизации. [c.166]

Метод регистрации осколков деления. Для регистрации медленных нейтронов обычио применяют многослойные ионизац. камеры со слоями Этим методом удобно пользоваться [c.403]

Материалы, участвующие в реакции (д, а), могут быть использованы либо непосредственно с пленкой [26], либо с помощью более эффективного метода, когда а-источник вводится в порошок фосфора в этом случае применяется пленка, чувствительная к свету. Поскольку диапазон энергий у а-частиц очень мал, эффективная толщина а-конвертора, используемого непосредственно с пленкой (эффективное поглощение в облучаемой эмульсии), относительно мала. Однако если излучатель а-частиц смешан с порошком фосфора, например 2п5 (Ag), то свечение зерен фосфора, возбул<денных окружающим материалом, испускающим а-лучи, обспечивает высокую скорость регистрации нейтронов. Такие сцинтилляторы при употреблении высокочувствительной к свету пленки, например рентгеновской пленки Кодак , тип Р, почти в 30 раз быстрее регистрируют тепловые нейтроны, чем при использовании высокочувствительной пленки совместно с металлической фольгой [24, 28, 30]. С помощью такого быстрого сцинтилляционного метода можно получать удовлетворительные радиограммы при экспозиции всего 10 нейтрон см . Принципиально достижимый выигрыш в скорости часто не может быть реализован потому, что [c.305]

Использование в нейтронной радиографии на тепловых нейтронах фотографических методов регистрации обеспечивает тот же порядок разрешающей способности и контрастной чувствительности, что и при рентгено- или гаммаграфии. Наиболее высокие значения контрастности и разрешающей способности достигаются при употреблении тонкой гадолиниевой конверторной фольги толщиной 10 мкм и меньше [26]. Разрешающая способность других фотографических детекторов несколько хуже ввиду большего пробега в эмульсии электронов, эмитируемых конвертором. Тем не менее для многих методов детектирования хорошие результаты могут быть получены при толщинах фольг порядка 25—50 мкм [26, 64]. В большинстве слу- [c.308]

Метод протонов отдачи основан на том кинематическом факте, что нейтрон, сталкиваясь с протоном, передает ему энергию и импульс. По энергии и импульсу протона часто удается сделать заключение не только о наличии нейтрона, но и о его энергии. Протоны отдачи регистрируются различными способами ионизационными камерами, пропорциональными счетчиками, сцинтилляционными счетчиками, фотопластинками, следовыми камерами. Водород либо просто содержится в веществе детектора (например, водорода много в фотоэмульсии), либо вводится в рабочий объем детектора в виде водородосодержащих газов или покрытий. Метод протонов отдачи применим при всех энергиях, начиная с мегаэлектронвольтной области. Для очень высоких энергий этот метод — практически единственный. Достоинством метода протонов отдачи являются универсальность и возможность измерять энергию нейтронов. Его главный недостаток — низкая эффективность регистрации (из-за малости сечения рассеяния п — р при высоких энергиях). [c.521]

Основные применения Д. Д. регистрация факта прохождения частицы (регистрация осколков деления, измерение потоков нейтронов, дозиметрия, радиография и др.) иснользование высокого пространств, разрешения при исследовании деления ядер па 3 и более осколков II измерении времён жизни составных ядер методом теней определение Z и А релятивистских ядер по изменению скорости травления вдоль следа. [c.703]

НЕЙТРОННАЯ РАДИОГРАФИЯ — исследование объекта методом облучения негатронами и регистрации детектором прошедших через объект нейтронов или продуктов ядерных реакцш , возникающих при облучении. Н. р. применяется гл. обр. для исследования металлов, сплавов, минералов, водородсодержащпх веществ и др. с целью выявления в них неоднородностей, примесей и их пространств, распределения. Метод Н. р. основан на разной вероятности взаимодействия (поглощения, рассеяния) нейтронов с разл. ядрами. Наиб, эффективны тепловые нейтроны, обла-даюпще более высокими сечениями поглощения и рассеяния, что позволяет обнаруживать малые концентрации элементов (см. Активационный анализ). [c.275]

Распространённым методом Н.р. является просвечивание объекта коллимированным пучком нейтронов. При этом определяется степень ослабления нейтронного потока в результате поглощения или рассеяния ядрами. Это позволяет судить о внутр. строении и составе объекта. Для регистрации прошедших через образец нейтронов используются экраны-преобразователи (ыапр., фольги из Gd, Dy, In), к-рые служат источником вторичного излучения, регистрируемого детектором. Участкам образца, содержащим элементы, сильнее поглощающие нейтроны, соответствуют более светлые места на плёнке. [c.275]

Упругое рассеяние нейтронов на ядрах. Нейтроны, улруго рассеивающиеся на ядрах, передают им кине-тич. анергию (энергию отдачи), к-рая зависит от параметра удара, массы ядра и энергии налетающего нии-рона. Для лёгких ядер (>Н, Н, Не) доля передаваемой анергии высока. При центр, ударе нейтрон передаёт протону всю энергию. Для регистрации ядер отдачи используются обычно пропорциональные счётчики, наполненные Нг, СН и Не до давлений р в неск. атмосфер. Их эффективность т) невелика (ц 10 — 10" для 0,01—20 МэВ). Этим методом можно регистрировать только нейтроны с неск. десятков кэВ, т. к. слабую ионизацию от ядер отдачи трудно выделить над шумами аппаратуры и фоном от у-квантов. Для восстановления спектра регистрируемых нейтронов необходимо измерять помимо энергии протона угол между траекториями нейтрона и протона. Это осуществляется в трековых детекторах — пропорц. и пузырьковых камерах, годоскопах счётчиков, фотоэмульсиях и т. д. [c.279]

Экспериментальные методы. Измерение интенсивностей и положений большого числа (10 —10 ) дифракц. максимумов осуществляется с помощью нейтронных дифрактометров. Их разнообразие связано с разными типами нейтронных источников, способами монохроматизации нейтронов и их регистрации. На ядерных реакторах непрерывного действия в основном примеияется т. н. двухосный дифрактометр (рис. 1, а). Поток нейтронов с максвелловским [c.285]

Р. получила развитие как один из методов исследований по физике конденсиров. сред на импульсных источниках нейтронов. На рис. 1 и 2 показаны принципиальные схемы рефлектометров по методу времени пролёта, Полихроматич. пучок тепловых нейтронов от импульсного источника, сформированный с помощью поглощающих диафрагм (коллиматоров) 1, 2 (рис. 1), падает на поверхность или внутр. границу раздела образца 3 под углом скольЖения б 10" —10 рад [угол 0 имеет разброс Д6/0 (1—5)-10" ]. Зеркально отражённые нейтроны регистрируются детектором нейтронов a и одновременно анализируются по скорости (длине волны) с помощью электронного устройства (временного анализатора), по времени регистрации, т. е. ЗОХ времени пролёта нейтроном расстояния от источни-.384 ка до детектора. В поляризац. рефлектометре (рис. 2) [c.384]

II др. странах. Кристаллы искусств. Ш. можно получать по методу Вернейля из расплава и из растворителей, какими являются расплавы хлористых щелочных металлов. Кристаллы Ш. могут быть использованы для регистрации а-нзлучения м медленных нейтронов. В последнее время установлено, что кристаллы Ш. с примесями элементов редких земель могут быть использованы в квантовых генераторах света. [c.458]

Во-первых, на два-три порядка повышается чувствительность метода. Это связано с увеличением эффективности регистрации гамма-квантов и с улучшением отношения полезного сигнала к фону, поскольку при расчете учитывается только та часть фона, которая соответствует энергии излучения в области фотопика гамма-линии интересующего нас радиоизотопа. В результате максимальная чувствительность метода для 70—80 элементов, облучен- ных в потоке нейтронов 10 н см -сек, достигает Ю" —10 г, а в от дельных случаях, при использовании радиоизотопов без носителя 10 г. В частности, в случае платины удается зафиксировать переход в раствор 1 -Ю" г металла. В случае железа и хрома чувстви- [c.94]

МЕДЛЕННЫЕ НЕЙТРОНЫ — нейтроны с кинетич. энергией до 100 кэе. Различают холодные нейтроны (интервал энергий О—5-10 з эе), тепловые нейтроны (0 -0,5. 01в), резонансные нейтроны (0,5 эе—1 кэе), промежуточные нейтроны (нейтроны промежуточной энергии от 1 до 100 кэе). Часто резонансные и промежуточные нейтроны объединяют под общим термином — промежуточные нейтроны (0,5 эв—100 кэе). Нейтроны большей энергии называются быстрыми. Разделение на. медленные и быстрые нейтроны обусловлено значит, различиями, существующими между этими группами в отношении характера взаимодействия с иещсством, методов получения и регистрации, [c.164]

НЕЙТРОННАЯ РАДИОГРАФИЯ — получение фотографич. изображений в результате воздействия иа фотослой излучений, наведенных в образце, подвергнутом облучению нейтронами. 11. р. применяется для исследования металлов, сплавов, минералов, для выявления наличия и размещения в них различных иримесей, а также для определения интенсивности в разных точках неоднородного нейтронного потока. Метод Н. р. основан на различии сечений захвата нейтронов ядрами различных элементов. В результате захвата нейтрона ядра становится активными. Если облученный нейтронами образец (приготовляемый обычно в виде тонкой пластины) совместить с фотопленкой, то в зависимости от степени активности элементов, входящих в образец, на проявленном снимке полу-,чаю1ся участки с различной степенью почернения (т. и. нейтронная фотография). Болео темные участки будут соответствовать участкам образца с ядрами, сильнее поглощающими нейтроны (см. рис. светлые участки соответствуют чистому, железу, темные — железу, отравленному бором). Для регистрации наведенного излучения применяют оптические нли рентгеновские пленки, а в нек-рых случаях (когда желательно уменьшить влияние у- и -излучений) — специальные ядерные эмульсии, регистрирующие а-пзлучение. [c.387]

Метод ядер отдачи для регистрации быстрых нейтронов. В этом методе иоль.чуются ионизац. камерами и пропорциональными счетчиками, к-рые для нолучепия протонов отдачи наполняются водородсодержащими газами применяются также тонкие водородсодержащие слои. Наибольшее распространение получили сцинтилляци-ошшо детекторы, содержащие водород (антрацен, стильбен). [c.403]

Для случая оргапич. сцинтилляторов полный световой выход на 1 быстрый нейтрон равен нримерно световому выходу на 1 у-кваит той же энергии. Для разделения импульсов нейтронов и у-лучей применяется дискриминация по форме импульса, поскольку соотношение быстрой и медленной компонент высвечивания сцинтилляторов различно для вспышек, вызванных протонами отдачи и электронами. Для повышения эффективности делают богатые водородом смеси с неорганич. сцинтилляторами, в к-рых эффективность регистрации протонов в 4—6 раз превышает эффективность органич. сцинтилляторов (напр., парафин, оргстекло и т. д. в смеси с гпЗ). Метод ядер отдачи применяют для исследования спектров быстрых нейтронов, поскольку энергия ядер отдачи, возникающих нри упругом рассеянии нейтронов, однозначно связана с энергией нейтронов и углом рассеяния. Исследуется либо дифференциальный снектр ядер отдачи в узком интервале углов по отношению к падающему пучку нейтронов или полный спектр ядер отдачи. Нриборы, измеряющие дифференциальный спектр, обычно регистрируют протоны, вылетающие в узком конусе вперед из топкого водородсодержащего радиатора. [c.403]

Фотографический метод основан на воздействии на эмульсию заряженных частиц, а также у-излученнй, возникающих в результате определеи-ных ядерпых реакций. Для р( гнстрацпи быстрых нейтронов нрименяются фотоэмульсии с большим содержанием водорода. Почернение в основном обусловлено протонами отдачи. В фотоэмульсию вводят также хорошо активирующиеся веи1,ества, напр. А в этом случае почернение обусловлено продуктами распада этого вещества. Для регистрации медленных нейтронов в фотоэмульсию вводятся вещества, к-рые в результате ядерных реакций дают а-частицы и протоны. [c.403]

Анализ поляризации нейтронов из наблюдений азимутальной асимметрии рассеяния имеет ряд специфич. особенностей. Использование в качестве анализаторов С и О неудобно, т. к. в области энергии неск. Мэе эти ядра обладают развитой структурой уровней и ноляризация рассеянных на них нейтронов меняется не монотонно. Существенным недостатком методов, в ]ч -рых в качестве анализаторов используются ядра и 0 , япляется также значительный фон (до 80%) нейтронов, попадающих из мишени в детектор, минуя анализатор. Поэтому Д.ПЯ анализа поляризации нейтронов был предложен поляриметр, в котором рассеивателем служат ядра Не. Для Не Рг — плавно зависящая от энергии величина, значения к-рой известны в широкой области энергий (1—40 Мэе). Второе преимущество данной методики связано с возможностью регистрации ядер отдачи Не. Гелиевый нейтронный поляриметр состоит из пропорциональных счетчиков направленного действие. Прибор неносредственно регистрирует ядра отдачи Не, а не рассеянные нейтроны. Это позволяет снизить уровень фона до 15% и ниже. Другой тип анализаторов поляризации нел-тронов представляют сцинтилляционная гелиевая камера высокого давления (Не + 10%Хе — при 150—200 атм) и гелиевый жидкостный поляриметр. Применение гелиевых пол яриметров позволяет изучать поляризацию частиц в реакция , соответствующих образованию конечного ядра не только в основном, по и в возбужденном состоянии. Для уменьшения ошибок в измерении поляризации, связанных с неточностями мехапич. юстировок, вместо вращения детектора на 180° (переход от ф = О к ф = л и обратно) можно вращать вектор поляризации магнитным полем соленоида. [c.156]

Наибольший опыт акустического мониторинга накоплен, по-видимому, в ядерной энергетике, что в значительной степени связано с распространением упругих волн на значительные расстояния. Атомные электростанции (АЭС) являются в целом достаточно шумными техническими объектами. Возможна регистрация непосредственно колебаний элементов конструкций АЭС (вибро-диагностика), а также возникающих в результате этих колебаний акустических волн в окружающей среде, трубопроводах, теплоносителе и т.д. (акустическая диагностика). В атомной энергетике накоплен значительный опыт совместного применения виброакустических методов с другими методами шумодиагности -ки, в первую очередь, использования нейтронных и теплогидравлических шу -мов. [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...