1. Описание программы счета временных совпадений

Программа счета совпадений позволяет использовать уже обработанные ранее данные для подсчета временных совпадений различных кратностей. Если с задачей счета синглетов справляется программа первичной обработки, то для подсчета дуплетов и триплетов используется именно эта. Представляется возможным просчитать скорости счета следующих дуплетов: n-n, g-g и g-n, а также следующие комбинации триплетов: g-g-n , n-n-n, g-g-n и g-n-n. (рис. 7)

Рис. 7. Выбор типа совпадения из контекстного меню в программе

Сначала программа определяет количество всех двойных совпадений. После этого производится подсчет дуплетов типа g-g и n-n. Затем программа предоставляет возможность выбора дуплетов g-n.

Во время проведения обсчетов программный продукт выдает информацию о состоянии, в котором находится процесс: о местоположении и названии файла, с которым производится работа, о времени в течение которого производится обработка, о времени потраченном на каждое измерение. Важнейшей информацией, которую возможно извлечь является временное распределение скорости счета совпадений частиц. Более того, осуществлена возможность графически визуализировать данные зависимости.

Программа позволяет задавать различные параметры, при которых будет производиться обсчет совпадений, подключать или исключать из процесса обработки информацию, зарегистрированную тем или иным детектором.

3. Краткое описание математического аппарата счета нейтронных совпадений

Существует возможность определения измеренных интенсивностей одиночных, двойных и тройных совпадений от фактического образца ЯМ исходя из трех уравнений:

(3)

(4)

(5)

где F - скорость спонтанного деления, 473 делений/с-г ²⁴⁰Pu, так что m₂₄₀ = эффективная масса ²⁴⁰Pu,

- эффективность детектирования нейтронов,

M - размножение нейтронной утечки,

- отношение нейтронов реакций (,n) к нейтронам спонтанного деления,

fd - фракция двойных совпадений в строб - импульсе,

ft - фракция тройных совпадений в строб - импульсе,

_s1, _s2, _s3 - первый, второй и третий сокращенные моменты распределения нейтронов спонтанного деления,

_i1, _i2, _i3 - первый, второй и третий сокращенные моменты распределения нейтронов вынужденного деления.

Для используемого в настоящей работе источника ²⁵²Сf параметр размножения нейтронов M будет равным единице, а отношение нейтронов реакции (,n) к нейтронам спонтанного деления сводится к нулю. Таким образом, уравнения (3) - (5) значительно упрощаются [6].

Имеются уравнения с (3) по (5), которые соотносят одиночные, двойные и тройные совпадения с неизвестными параметрами образца.

Для измерений плутония в больших контейнерах, таких как бочки отходов, эффективность детектирования нейтронов может варьироваться от изделия к изделию. Это связано с тем, что материалы в больших контейнерах с отходами могут значительно влиять на выходной энергетический спектр нейтронов. В этой ситуации также неплохим приближением может быть допущение, что саморазмножение образца М равно 1. Тогда М может рассматриваться как известный параметр, и можно решить уравнения со (3) по (5) для эффективной массы ²⁴⁰Pu в образце m₂₄₀, скорости реакции (,n) в образце  и эффективности детектирования нейтронов . Для данного случая сначала используются измеренные значения для S, D и T, чтобы получить :

6

Тогда интенсивность деления образца дается формулой:

(7)

Когда получено F, эффективную массу ²⁴⁰Pu в образце m₂₄₀ можно найти по формуле:

, (8)

а эффективность детектирования нейтронов дается формулой:

. (9)

Данные выкладки применимы только для счета нейтронных совпадений и не учитывают фотонной составляющей.

4. Выводы

В главе содержится подробное описание установки скорости счета совпадений частиц деления.

Представлены параметры детектирующих устройств, использованных для проведения эксперимента. Имеются четыре жидких сцинтиллятора, стоимость которых ниже, чем у газонаполненных ³Не счетчиков совпадений. Температура возгорания детекторов типа EJ 309 около 140°C, поэтому они более безопасны, чем счетчики NE-213 с точкой возгорания 100 °C и химически нетоксичны.

Тщательным образом изложена суть методики цифрового разделения и подход к счету совпадений частиц различных кратностей.

Большое внимание было уделено сопроводительному программному обеспечению. Используемые программы позволяют задавать различные параметры для обработки данных. Их интерфейс прост, а обработанная с их помощью информация представлена в удобном для анализа виде. Они могут быть легко переписаны и приспособлены под конкретный эксперимент.

Кратко описан математический аппарат счета нейтронных совпадений. Даны три формулы (3)-(5) определения интенсивностей одиночных, двойных и тройных совпадений. Для источника ²⁵²Cf параметр размножения нейтронов будет равным 1, а отношение нейтронов реакции (,n) к нейтронам спонтанного деления сводится к нулю. Тогда можно решить уравнения с (3) по (5) для эффективной массы ²⁴⁰Pu в образце m₂₄₀, скорости реакции (,n) в образце  и эффективности детектирования нейтронов .

Таким образом, можно сделать вывод о том, что эксперимент имеет весьма мощную базу необходимую для решения поставленных задач: хорошую аппаратуру, источник ²⁵²Сf коррелированных во времени частиц, качественные недорогие детекторы и ПО с удобным интерфейсом.