Детектор для измерения энергии нейтронов по времени пролета

 

Изобретение относится к технике детектирования нейтронов и может быть использовано в ядерной физике элементарных частиц для регистрации измерения энергии нейтронов в диапазоне от 5 до 400 мэБ. Целью изобретения является повышение надежности идентификации нейтронов с энергиями от 50 до 400 мэВ путем отделения сигналов нейтронов от сигналов гамма-- ./ квантов. Сущность изобретения заключается в том, что детектор выполнен из двух серий многослойных сцинтилляторов и радиаторов черенковского излучения, оптически изолированных друг от друга, причем слои сцинтиллятора чередуются через один со слоями радиатора, и оптически соединены с соответствующей им системой светосбора и регистрации. При этом оба сцинтилляционный и черенковский счетчики вырабатывают сигналы при проходдении через них гамма-квантов с энергией более 20 мэВ. В случае прохождения нейтронов с энергией до 400 мэВ через эти счетчики сигналы с черенковского не последует, так .как вторичные частицы, появившиеся от взаимодействия нейтронов с веществом , имеют скорости ниже порога черенковского свечения. Реализация такого детектора приводит к сокращению времени измерений и увеличению точности результатов измерений. 1 ил. е S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

}}9}ЯУ}}}}, 1

150 4 G 01 Т 3/06

/-ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4261293/40-25 (22) 12. 06. 87 (46) 30.03.89. Бюл. - 12 (72) В.Б. Гаврилов, П.В. Дегтяренко и Ю,В. Ефременко (53) 621.387.46 (088.8) (56) Баюков Ю .Д. и др. Измерение энергии нейтронов по времени пролета. ПТЭ, 1982, т.3, с. 25 °

Беляев С.Н, и др. Сцинтилляционный детектор для измерения энергии нейтронов. ПТЭ,1985,Р 6, с, 41. (54) ДЕТЕКТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ

НЕЙТРОНОВ ПО ВРЕМЕНИ ПРОЛЕТА (57) Изобретение относится к технике детектирования нейтронов и может быть использовано в ядерной физике элементарных частиц для регистрации измерения энергии нейтронов в диапазоне от 5 до 400 мэВ. Целью изобретения является повышение надежности идентификации нейтронов с энергиями от 50 до 400 мэВ путем отделения сигналов нейтронов от сигналов гамма!

Изобретение относится к технике детектирования нейтронов и может быть использовано в ядерной физике промежуточных и высоких энергий, физике элементарных частиц, ядерном приборостроении и дозиметрии, для регистрации и измерения энергии нейтронов в диапазоне от 5 до 400 МэВ.

Целью изобретения является повышение надежности идентификации нейт. ронов с энергиями от 5 до 400 МэВ квантов. Сущность изобретения заключается в том, что детектор выполнен из двух серий многослойных сцинтилляторов и радиаторов черенковского излучения, оптически изолированных друг от друга, причем слои сцинтиллятора чередуются через один со слоя. гя радиатора, и оптически соединены с соответствующ}ей им системой светосбора и регистрации. При этом оба сцинтилляционный и черенковский счетчики вырабатывают сигналы при прохождении через них гамма-квантов с энергией более 20 мэВ. В случае прохождения нейтронов с энергией до

400 мэВ через эти счетчики сигналы с черенковского не последует, так как вторичные частицы, появившиеся от взаимодействия нейтронов с веществом» имеют скорости ниже порога черенковского свечения, Реализация такого детектора приводит к сокращению времени измерений и увеличению точности результатов измерений.

1 ил.

2 путем отделения сигналов нейтронов от сигналов гамма-квантов.

На чертеже представлен предлагаемый детектор.

Детектор состоит из и} следовательно расположенных слоев сцинтил-, лятора 1 и черенковских радиаторов 2.

Пучок частиц падает на мишень 3.

Вылетающие из мишени частицы регистрируются в детекторе 1. Для от14694 76

30 деления нейтронов и гамма-квантов от заряженных частиц используется счетчик 4 антисовпадений. Сцинтилляционный свет с детектора 1 с помощью световода 5 собирается на

ФЭУ 6, амплитуда и время появления сигнала которого измеряются стандартными электронными блоками. Чер енковский с вет с детектора 2 по- 10 мощью световода 7 попадает на ФЭУ

8, сигнал которого регистрируется стандартной электронной аппаратурой.

Энергия нейтронов находится по разности времени прихода сигналов от

ФЭУ 6 и стартового счетчика 9, расположенного на пучке перед мишенью 3.

В случае регистрации детектором

2 гамма-кванта, сигнал с ФЭУ 6 сопровождается сигналом с ФЭУ 8, который отсутствует при регистрации нейтронов с энергиями ниже 400 МэВ (при использовании в качестве черенковского радиатора полиметилметакрилата с показателем преломления 25

1,5). В качестве критериев отделения сиг налов гамма-ква нт ов от сиг налов нейтронов можно использовать: превышение амплитуды сигнала от ФЭУ 8 некоторого порогового значения,а также превышение отношения амплитуд сигналов от ФЭУ 8 и ФЭУ 6 некоторой пороговой величины.

Первый из этих критериев более прост и может быть реализован с по35 мощью стандартного дискриминатора импульсов. Использование второго критерия требует более сложной аппаратуры, однако позволяет надежно разделить сигналы нейтронов и гаммаквантов в более широком энергетическом диапазоне.

Использование предложенного детектора позволяет регистрировать с высокой эффективностью нейтроны, из45 мерять их энергию по времени пролета и проводить разделение сигналов регистрации нейтронов и гамма-квантов для энергий нейтронов от нескольких МэВ до 400 МэВ..Использование

1 такого разделения приводит к сокращению времени измерений и значительному увеличению точности результатов, так как фон от гамма-квантов оказывается сильно подавленным.

Таким образом, значительно повышается максимальная энергия нейтронов, для которых осуществляется разделение сигналов регистрации нейтронов и гамма-квантов (от 20 до

400 МэВ); существенно расширяется набор используемых сцинтилляторов (можно использовать удобные пластмассовые сцинтилляторы); регистрацию и разделение сигналов нейтронов и гамма-квантов можно осуществлять с помощью простой стандартной аппаратуры.

Формула из о бр ет ения

Детектор для измерения энергии нейтронов по времени пролета,содержащий сцинтиллятор, системы светосбора и регистрации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- . ния надежности идентификации нейтронов с энергией до 400 МэВ путем разделения регистрирующих сигналов нейтронов и гамма-квантов, сцинтиллятор выполнен многослойным, а в детектор дополнительно введен многослойный черенковский радиатор, причем слои сцинтиллятора и радиатора вложены друг в друга и выполнены чередующимися, оптически изолированы друг от друга и оптически соединены с соответствующей им системой светосбора и регистрации.

14694 7

/7 3

С оста вит ель А. Шадри н

Редактор М, Бандура Техред M.Äèäûê Корректор И. Муска

Заказ 1358/53 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101