Глава 3 Результаты эксперимента и их обработка

1. Сравнение временных распределений скорости счета совпадений различного типа для свинцовой и водной защиты

На основании обработанных результатов измерений, приведенных в табл.3-23 (см. приложение), строятся временные распределения скоростей счета совпадений частиц деления. На преведенных ниже зависимостях (рис.10-11) видно, что с увеличением толщины слоя водной защиты количество двойных g-g совпадений постепенно уменьшеется. При установке свинцовой защиты любой толщины гамма-квант поглощается тяжелыми ядрами свинца, поэтому совпадений типа g-g не наблюдается. Измерения скорости счета временных совпадений частиц деления ²⁵²Сf без защиты в обоих экспериментах должны давать одинаковые количества совпадений при измерениях в одной и той же геометрии. Все гамма совпадения регистрируются детектором во временном интервале от 1 до 5 нс. За ним их количество практически сводится к нулю.

Рис. 10. Временное распределение скорости счета g-g совпадений для водной защиты.

Рис. 11. Временное распределение скорости счета g-g совпадений для свинцовой защиты

Рассматривая временные распределения скорости счета совпадений типа g-g-g (рис. 12 и 13), становится очевидным, что как и в случае с дублетами (совпадения g-g) количество совпадений будет постепенно падать с увеличением слоя воды, а наличие любой защиты из тяжелого свинца сведет к нулю количество триплетов. После временной отметки 5 нс совпадений почти нет.

Рис. 12. Временное распределение скорости счета g-g-g совпадений для водной защиты.

Рис. 13. Временное распределение скорости счета g-g-g совпадений для источника без свинцовой защиты.

Временной диапазон, в котором наблюдаются нейтронные совпадения, шире, чем у гамма-квантов. В данном случае (рис. 14 и 15) верхней его границей является отметка 14 нс. Увеличение слоя любой из использованных защит будет сопровождаться постепенным падением скорости счета совпадений типа n-n.

Рис. 14. Временное распределение скорости счета n-n совпадений для водной защиты.

Рис. 15. Временное распределение скорости счета n-n совпадений для свинцовой защиты.

Кривая, описывающая временное распределение скорости счета g-n совпадений (рис.16 и 17) представляет собой суперпозицию кривых гамма–квантов (до отметки 5 нс) и нейтронов (от 5 до 14 нс). Если источник поместить в бак с водной защитой, скорость счета совпадения типа g-n постепенно падает с уменьшением толщины этой защиты. В случае со свинцовой защитой не наблюдается совпадений данного типа, т.к гамма-квант поглощаются тяжелым свинцом.

Рис. 16. Временное распределение скорости счета g - n совпадений для водной защиты.

Рис. 17. Временное распределение скорости счета g - n совпадений для свинцовой защиты.

Если источник находится за слоем свинца, обнуление скорости счета совпадений характерно и для триплетов типа g-g-n и g-n-n, а увеличение толщины защиты из воды постепенно ее снизит (рис.18 и 19). Совпадения зарегистрированы в широком временном промежутке до 20 нс.

Рис. 18. Временное распределение скорости счета g-g-n совпадений для водной защиты.

Рис. 19. Временное распределение скорости счета g-g-n совпадений для свинцовой защиты.

Рис. 20. Временное распределение скорости счета g-n-n совпадений для водной защиты.

Рис. 21. Временное распределение скорости счета g-n-n совпадений для источника без водной защиты.

На рис.22-25 изображены временные зависимости скоростей счета всех двойных и всех тройных совпадений для свинцовой и водной защиты. Примечательно, что если источник не находится за слоем свинца, кривая временного распределения скорости счета состоит из двух отчетливо выраженных частей. Первая часть, до 5 нс, относится к гамма - квантам деления, которые практически мгновенно долетают до детектора. Вторая часть характеризует нейтронные совпадения. Временной интервал, в котором регистрируются нейтроны, ограничен 20 нс. Это связано с их меньшей скоростью, чем у фотонов и, соответственно, сравнительно большим временем пролета

Рис. 22. Временное распределение скорости счета всех двойных совпадений

для свинцовой защиты.

Рис. 23. Временное распределение скорости счета всех двойных совпадений для водной защиты.

Рис. 24. Временное распределение скорости счета всех тройных совпадений для свинцовой защиты.

Рис. 25. Временное распределение скорости счета всех тройных совпадений для водной защиты.