- •Содержание
- •Предисловие
- •Газовые ионизационные детекторы Введение
- •Ионизационные камеры
- •Токовый режим работы ионизационной камеры (ик).
- •Импульсный режим работы ионизационной камеры.
- •Назначение и особенности ик
- •Пропорциональные счетчики
- •Самогасящиеся счетчики Гейгера - Мюллера (сгм)
- •Особенности и область использования сгм
- •Коронные счетчики медленных нейтронов
- •Особенности и область использования снм
- •Работа 1.1 Изучение ионизационной камеры деления.
- •Содержание лабораторной работы.
- •Порядок выполнения работы
- •1. Изучение шумов в счетном тракте.
- •Построение счетной и дискриминационной характеристик камеры кнт-31-1м.
- •Расчет δn/n
- •Определение разрешающее время счетного канала методом двух источников.
- •2. Спектрометрия гамма-излучения
- •Физические основы гамма спектрометрии
- •Определение энергии гамма кванта
- •Структура и функции спектрометра гамма излучения
- •Основные параметры спектрометра
- •Работа 2.1 Сцинтилляционный спектрометр гамма излучения
- •Введение
- •Неорганические сцинтилляторы
- •Некоторые неорганические сцинтилляторы и их свойства Таблица 2.1.1
- •Органические сцинтилляторы
- •Некоторые органические сцинтилляторы и их свойства Таблица 2.1.2
- •Фотоэлектронные умножители (фэу)
- •Качественная оценка предельной разрешающей способности спектрометра со сцинтилляционным детектором
- •Калибровка спектрометра со сцинтилляционным детектором гамма квантов
- •Порядок выполнения работы
- •Работа 2.2 Полупроводниковый спектрометр гамма излучения
- •Общие положения
- •Способы увеличения удельного электрического сопротивления (уменьшения проводимости) полупроводниковых материалов
- •Типы полупроводниковых детекторов
- •Энергетическое разрешение полупроводниковых спектрометров
- •Электронные блоки спектрометра с ппд
- •Основные особенности ппд
- •Калибровка спектрометра с полупроводниковым детектором гамма квантов
- •Порядок выполнения работы
- •Работа 2.3 Оптимизация электронного тракта полупроводникового спектрометра гамма излучения
- •Введение
- •Задание 1. Изучение зависимости энергетического разрешения спектрометра с ппд детектором от величины постоянной времени формирования импульса в луф
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 2. Определение загрузочной способности спектрометра
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 3. Изучение зависимости энергетического разрешения ппд от рабочего напряжения
- •Порядок выполнения работы
- •3. Детектирование нейтронов активационным методом Введение
- •Основные понятия и соотношения
- •Измерение активности образцов
- •Работа 3.1. Определение интегральной плотности потока тепловых нейтронов активационным методом
- •Введение
- •Задание. Определение интегральной плотности потока тепловых нейтронов в графитовой призме
- •Порядок выполнения работы
- •Работа 3.2 Возмущение поля тепловых нейтронов образцами
- •Введение
- •Введение поправок на эффекты возмущения нейтронного поля
- •Возмущение образцом поля тепловых нейтронов
- •Учет возмущения спектра облучающих образец нейтронов
- •Задание 1 Экспериментальное изучение эффектов возмущения поля тепловых нейтронов образцами
- •Изучение депрессии нейтронного поля вследствие введения в него поглотителя.
- •Порядок выполнения работы
- •Приложение Компьютерные программы для сопровождения практикума Программа аср
- •Программа eff
- •Программа dwlpeff
- •Программа tip
- •Программа line
- •Список литературы
- •"Детектирование нейтронов"
- •115409, Москва, Каширское шоссе 31.
Порядок выполнения работы
Включить питание стойки КАМАК, источника питания ФЭУ, компьютера. Загрузка операционной системы производится автоматически.
На блоке высоковольтного питания установить рекомендованное преподавателем напряжение (около 1100 В)
Загрузить программу ACP и, действуя по подсказкам, подготовить ее к измерению спектра.
Преподаватель устанавливает на сцинтиллятор источник гамма-излучения из набора ОСГИ.
Запустить программу работы многоканального анализатора и ожидать ее завершения.
По окончании измерения вывести набранный спектр на экране дисплея. Найти в спектре фотопики и контрольный пик , обработать их, результаты записать в отчет.
Изменять напряжение смещения в соответствии с рекомендациями преподавателя.
Для каждого напряжения рассчитать энергетическое разрешение.
Построить график зависимости энергетического разрешения от напряжения смещения ППД.
Составить отчет по выполненной работе.
Зависимость энергетического разрешения ППД
от рабочего напряжения Таблица Ф2.3.3
Нуклид
|
Параметр |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
241Am Eγ = 59,54 кэВ |
КЦ |
|
|
|
|
|
|
ПШПВ |
|
|
|
|
|
|
|
η |
|
|
|
|
|
|
|
60Co2 Eγ = 1332 кэВ |
КЦ |
|
|
|
|
|
|
ПШПВ |
|
|
|
|
|
|
|
η |
|
|
|
|
|
|
3. Детектирование нейтронов активационным методом Введение
Ядерные реакции, используемые для детектирования нейтронов условно можно разделить на две группы:
Реакции (n,p), (n,α), (n,f) и др., при протекании которых возникают заряженные частицы;
Реакции (n,γ), (n,2n), (n,n’), (n,f) и др., в которых возникают радиоактивные ядра, а детектируемые заряженные частицы и гамма кванты испускаются при распаде этих ядер.
В соответствии с выбранной для детектирования нейтронов ядерной реакцией можно классифицировать средства для измерений в нейтронных полях:
Средства для оперативного контроля изменений параметров нейтронного поля во времени (нейтронные счетчики, ионизационные камеры). Как правило, такие детекторы имеют значительные объёмы и массы конструкционных материалов, вследствие чего велико возмущение, вносимое ими в нейтронное поле.
Средства для измерений пространственных изменений локальных параметров нейтронного поля с помощью помещаемых в нейтронное поле образцов. Как правило, вносимые в нейтронное поле образцы имеют незначительные объёмы и массы, вследствие чего возмущение, вносимое ими в нейтронное поле, невелико и может быть учтено (см. стр. 53). Исследования нейтронных полей с помощью помещаемых в них образцов получили обобщенное название активационного метода детектирования нейтронов.
Энергетические зависимости сечений ядерных реакций активации разнообразны:
сечение изменяется по закону 1/ v (v- скорость нейтрона);
сечение мало всюду, кроме узкого интервала, где его величина резко увеличивается на несколько порядков (резонанс);
сечение равно нулю, пока энергия нейтронов не увеличивается до некоторого порогового значения;
Измерив активность (числа распадов в единицу времени) облученных в нейтронном поле образцов, отличающихся чувствительностью к нейтронам в разных энергетических диапазонах, можно сделать оценки энергетического распределения плотности потока (спектра) нейтронов, облучавших образец [16].
Основные достоинства активационного метода детектирования нейтронов состоят в следующем:
образцы подходящих форм и размеров могут быть помещены внутрь реактора;
образцы не чувствительны к другим видам излучения реактора;
образцы в меньшей степени, чем другие нейтронные детекторы, возмущают своим присутствием нейтронное поле.
Процедура измерений с образцами включает несколько обязательных этапов:
облучение образца в экспериментальной установке;
извлечение образца из установки и транспортировку в измерительную лабораторию (и, если необходимо, высвечивание - ожидание распада короткоживущих продуктов реакции);
регистрацию продуктов распада радиоактивных ядер в образце;
обработку результатов измерения (определение активности насыщения и других представляющих интерес параметров, внесение поправок на возмущение нейтронного поля).