3.6.3. Описание экспериментальной установки
Измерения
проводятся в прямоугольной графитовой
призме размером
мм3
(см. рис. 3.22). В призму помещается Pu–Be
источник нейтронов с выходом 5∙106
н/с.
Рис. 3.22. Общий вид графитовой призмы с измерительными каналами
В призме имеется вертикальный канал, в котором установлен перемещаемый счетчик нейтронов для измерения пространственных распределений относительной плотности потока нейтронов вдоль оси z. Предусмотрены такие каналы для измерений относительной плотности потока нейтронов вдоль оси y.
Измерения в каждой точке производятся дважды: один раз счетчиком, закрытым кадмиевым фильтром, другой раз счетчиком без фильтра. Разность скоростей регистрации нейтронов в этих двух случаях пропорциональна плотности потока тепловых нейтронов.
3.6.4. Порядок выполнения измерений
Изучить инструкции по технике безопасности при работе в лаборатории и, выполняя содержащиеся в них требования, приступить к измерениям с разрешения преподавателя.
1. Измерить 3–4 раза фон счетной установки.
2. Измерить пространственное распределение относительной плот-ности потока нейтронов вдоль оси N(z).
3. Измерить тем же счетчиком, закрытым кадмиевым фильтром, распределение относительной плотности потока надкадмиевых нейтронов вдоль оси z в тех же точках, что и в п.1 NCd(z).
4. Убрать источник нейтронов из призмы и провести измерения по п.п. 1 и 2 в тех же точках.
5. Повторить измерение фона счетной установки.
6. Результаты ввести в табл. № 3.5.
Таблица 3.5
Пример таблицы результатов измерений
|
z, см |
N(z), с-1 |
NCd(z), с-1 |
NT(z), см-1 |
lnNT(z) |
|
0 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3.6.5. Обработка результатов измерений
1. Определить Nт(z) – относительную величину плотности потока тепловых нейтронов в каждой точке на оси z как разность скоростей регистрации нейтронов счетчиком, закрытым кадмиевым фильтром, и счетчиком без фильтра.
2. Рассчитать погрешность определения величины относительной плотности потока тепловых нейтронов в каждой точке, где производились измерения.
3. Построить в полулогарифмическом масштабе зависимость относительной плотности потока тепловых нейтронов от расстояния до источника, то есть зависимость lnNТ(z) = f(z). Определить по графику область экспоненциального спада.
4. Для области экспоненциального спада оценить величину коэффициента релаксации первой пространственной гармоники потока тепловых нейтронов – γ11. Для этого подставить значения lnNТ(z) и z для двух точек А и В в уравнение 3.6.8, которое для удобства можно преобразовать к виду
. (3.6.9)
После подстановки значений для двух точек уравнение 3.6.9 преобразуется к виду
. (3.6.10)
Примечание: N(z) пропорционален Ф(z).
5. Рассчитать длину диффузии тепловых нейтронов в графите по фор-муле (3.6.4) и погрешность ее определения. Экстраполированные размеры призмы в направлении осей x и y считать равными.
6. Составить отчет по работе.
3.6.6. Элементы научных исследований
1. Используя ЭВМ рассчитать методом наименьших квадратов и погрешность ее определения.
2. Экспериментальным или расчетным путем оценить погрешность вследствие конечности размеров призмы.
3. Проанализировать влияние измерительного канала и материалов детектора нейтронов на параметры диффузионного поля нейтронов.
4. Сравнить полученные результаты с известными значениями длины диффузии нейтронов в графите. Совпадение или расхождение обосновать.
5. Что изменится, если призма будет иметь форму цилиндра?
6. Провести анализ, составить программу и измерить длину диффузии в легкой воде.