Методы определения плотности потока тепловых нейтронов

Спектр тепловых:

наиболее вероятная энергия kT = 0.0253 эВ, v_T = ( 2kT/m)^1/2 = 2200 м/с

Спектр промежуточных: или

D(E/kT)-функция переходной области. Для хороших замедлителей E > 30kT D®1. При E < 3kT D= 0

Исторически тепловые ниже кадмиевой границы – 0.4-0.5 эВ

П риближение для расчета:

(> 0,4эв) , (< 0,4эв) 0

0.4эВ

Активационный детектор – тонкая фольга

Cd фильтр

Точно выполняется при кадмий – приближение (d ~`0.1см )

Пусть a_ф –активность в фильтре. Кадмиевое отношение ( E₀ = 0.4 эВ )

R º сохраняется и при a в отн. единицах

( скорость счета )

Только при S = const Если для (n,g) детекторов c с близким к тепловой области резонансом : тонкие фольги из золота, меди, некоторые редкие земли, то кадмиевое отношение характеризует «теплоту» спектра

Методы оценки спектра медленных нейтронов

Метод резонансных индикаторов

Для выделения резонансной активности – метод резонансной самоблокировки.

Методы оценки спектра быстрых нейтронов Метод пороговых индикаторов

Реакции (n,p), (n,a),(n,f), (n,2n) имеют или порог ~ (E –E_пор)^1/2 или барьер

Приближение ступенчатой функции: s( E < E_эфф) = 0, s( E > E_эфф) = s_эфф

Не обязательно измерять активность, можно и во время облучения по p,a,f.

Задача 9 Оценить скорость счета n КД с ²³⁸U c S = 10² см² на расстоянии 20 см от источника ²⁵²Cf активностью Q =10⁶ н\с

Толщина слоя урана >> R_f = 10^-2 г/см²

c(E) µ E^1/2exp(-E/T) T = 1,4 МэВ s_эфф = 0.59 б E_эфф = 1,5 МэВ

Общий подход

; -соответственно

Переопределенная система из N линейных уравнений – МНК, решение может быть неустойчивым. Число групп N, N

Задача 10. Определить поток тепловых нейтронов для получения минимально измеряемой активности фольги методом b-g совпадений Q_min = 10² Бк. s_акт = 96 барн, T_1/2 =2.7 сут.; Условие: hS_акт <<1 Þ 0.05, время облучения T_обл = 10⁴с. D_фольги = 2 см

Дополнительно Вспышка на мгновенных в Сарове

Неуправляемая цепная реакция.

ВНИИЭФ, г. Саров (Арзамас-16), 17 июня 1997 г

Авария 17 июня 1997г. в 10:40 во время ручной сборки PC в виде шара из высокообогащенного урана с медным отражателем. Сборка производилась в одиночку экспериментатором, уверенным, что собирает уже проверенную ранее PC. Размеры составных частей PC он взял из журнала измерений 1972 г., но допустил ошибку: для отражателя вместо размера D_внутр/D_внеш⁼ 167/205 мм он записал размер 167/265 мм. Используя ошибочные данные, экспериментатор собрал на столе стенда) нижнюю часть PC (нижний отражатель полностью, урановый шар полностью, в центре сборки - источник нейтронов мощностью ~10⁵ нейтрон/с) и при попытке установить первую верхнюю медную оболочку уронил ее на сборку. Это привело к СЦР, в результате чего произошел сброс стола в нижнее положение и сработала аварийная сигнализация.

Увидев вспышку, экспериментатор немедленно покинул зал и закрыл защитную дверь. Радиационная обстановка в пультовой установки и на прилегающей к зданию территории оставалась нормальной. Экспериментатор был в тот же день доставлен в Москву в специализированную клинику, где скончался в ночь с 19 на 20 июня 1997 года.

СЦР прекращена 00:48 ночи 24 июня 1997г.

PC после вспынки (СЦР на мгновенных нейтронах) вышла на стационарную мощность при температуре сборки – 800 ⁰С

Задача 11. Оценить возможность измерения дозы ТДД при P = 1*10¹⁷дел/всп. r_U = 8,2 см. Экспериментатор на R =0,7 м от сборки. D_n(1МэВ)/F_n = 210^-11 Гр/нейт/см² (ОБЭ на этом уровне »3