Способ определения спектрального и пространственного распределения фотонов тормозного излучения и соответствующее устройство

Авторы патента:

МАРИАНИ Ален (FR)

ЛЮССИ Абдаллах (FR)

ПЭЙАН Эмманюэль (FR)

G01T3/00 - Измерение нейтронного излучения (G01T 5/00 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2513641:

КОММИССАРИАТ А Л' ЭНЕРЖИ АТОМИК Э ОЗ ЭНЕРЖИ АЛЬТЕРНАТИВ (FR)

Изобретение касается способа определения спектрального и пространственного распределения потока фотонов тормозного излучения, по меньшей мере, в одном пространственном направлении (х, у, z). Способ осуществляют путем измерения нейтронов, получаемых при попадании фотонов (ph) тормозного излучения по меньшей мере на одну конверсионную мишень (5), которую перемещают в указанном направлении (х, у, z). Технический результат - сокращение времени измерений. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники и уровень техники

Настоящее изобретение касается способа определения спектрального и пространственного распределения фотонов тормозного излучения, а также соответствующего устройства.

Изобретение находит свое применение, например, в области рентгенографии, медицинских устройств получения изображений, томографии, не разрушающего исследования радиоактивных объектов, производства нейтронных потоков повышенной интенсивности и т.д.

Получение нейтронов при помощи ускорителя электронов является известной технологией, которая позволяет добиваться сильных нейтронных потоков. Получение нейтронов из электронов осуществляют посредством пучка фотонов: нейтроны, выходящие из ускорителя, попадают на первую мишень, называемую тормозной мишенью, которая испускает фотоны, после чего испускаемые таким образом фотоны направляются на вторую мишень, называемую конверсионной мишенью, которая испускает нейтроны.

В рамках технологий измерения, использующих такие ускорители электронов, необходимо точно знать спектральное и пространственное распределение излучаемых фотонов, а также поведение системы, состоящей из детектора и электроники сбора данных.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет удовлетворить эту потребность.

Раскрытие изобретения

Объектом настоящего изобретения является способ определения спектрального и пространственного распределения по меньшей мере вдоль одной оси, потока фотонов тормозного излучения, получаемых в результате взаимодействия импульсов электронов на тормозной мишени. Способ включает:

- в первой точке оси первое измерение нейтронов, которое происходит в результате интегрирования сигналов обнаружения и подсчета нейтронов, при этом каждый сигнал обнаружения и подсчета нейтронов получают в результате попадания фотонов тормозного излучения на первую конверсионную мишень, центрованную по указанной первой точке, при этом первая конверсионная мишень является чувствительной к фотонам, имеющим энергию, по существу превышающую первый энергетический порог, при этом нейтроны, участвующие в формировании сигнала обнаружения и подсчета, обнаруживают и подсчитывают во временном интервале, заключенном между двумя последовательными импульсами электронов,

- последовательные перемещения первой конверсионной мишени в различные точки оси, при этом измерение нейтронов, соответствующее измерению нейтронов в первой точке оси, производят в каждой из различных точек оси, и

- последовательность измерений нейтронов, соответствующих измерениям в указанной первой точке и в указанных различных точках, при помощи последовательности различных конверсионных мишеней, связанных с энергетическими порогами, отличающимися друг от друга и отличными от первого энергетического порога.

Объектом настоящего изобретения является также устройство определения спектрального и пространственного распределения, по меньшей мере, вдоль одной оси, потока фотонов тормозного излучения, получаемых в результате взаимодействия импульсов электронов на тормозной мишени, отличающееся тем, что содержит:

- систему конверсии и обнаружения нейтронов, содержащую, по меньшей мере, две конверсионные мишени, каждая из которых выполнена с возможностью генерирования нейтронов, индуцируемых действием фотонов тормозного излучения, при этом каждая конверсионная мишень является чувствительной к фотонам, имеющим энергию, по существу превышающую энергетический порог, отличающийся от одной конверсионной мишени к другой, и блок измерения, который содержит один или несколько детекторов на гелии ³Не для обнаружения и подсчета индуцированных нейтронов, генерируемых каждой конверсионной мишенью, при этом детекторы на гелии ³Не находятся в замедлителе нейтронов, при этом замедлитель нейтронов окружен поглотителем тепловых нейтронов, при этом каждую конверсионную мишень последовательно позиционируют на стороне поглотителя тепловых нейтронов, обращенной к тормозной мишени,

- электронную схему обработки, которая обрабатывает сигналы, поступающие от системы конверсии и обнаружения нейтронов, при этом электронная схема обработки содержит средства для управления обнаружением и подсчетом нейтронов во временных интервалах, заключенных между двумя последовательными импульсами электронов, и

- средства для перемещения системы конверсии и обнаружения нейтронов вдоль оси.

Преимуществом способа в соответствии с настоящим изобретением является возможность определения и проверки в онлайновом режиме нормальной работы и отсутствия ухода ускорителя электронов. Предпочтительно измерение нейтронов позволяет определять стабильность фотонного пучка, по меньшей мере, в его интегральном аспекте, то есть его интенсивность и его энергию (то есть его мощность).

Предпочтительно способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет также получать характеристики фотонной составляющей при помощи измерения наведенной нейтронной составляющей (коэффициент усиления контраста).

Нормальная пространственная характеристика фотонного потока, получаемая при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением, позволяет также оптимизировать конверсионную мишень, предназначенную для производства нейтронов.

Кроме того, известно, что прямой запрос при помощи фотонного пучка тормозного излучения, направленный на характеризуемый материал, представляет особый интерес. Предпочтительно, нормальная характеристика фотонных пучков тормозного излучения, достигаемая при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением, позволяет получить наилучшие результаты для характеристики материалов. В частности, это позволяет оптимизировать работу и сократить время измерений и, следовательно, уменьшить расходы.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - устройство для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 - вид в перспективе блока измерения нейтронов, используемого в устройстве в соответствии с настоящим изобретением, показанном на фиг.1;

фиг.3 - пример стенда перемещения, используемого для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.4 - пример спектрального и пространственного распределения фотонов тормозного излучения, полученного при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.5 - пример соотношения R, получаемого для различных значений энергии фотонов тормозного излучения и различных нормированных значений измеряемого сигнала.

На всех фигурах одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг.1 показано устройство для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

Устройство содержит средство для создания фотонов тормозного излучения и средство для измерения по меньшей мере вдоль одной оси пространства спектрального и пространственного распределения создаваемых таким образом фотонов.

Средство для создания фотонов тормозного излучения содержит ускоритель 1 электронов и тормозную мишень 2, установленную в держателе 3 мишени. Ускоритель 1 испускает электроны е^- в виде импульсов. Частота импульсов составляет, например, от 10 Гц до 300 Гц, а ширина импульсов равна, например, 4,5 мкс. Электроны имеют энергию, равную, например, 6 МэВ, 9 МэВ или 11 МэВ. Взаимодействуя с тормозной мишенью 2, например с вольфрамовой мишенью, электроны производят фотоны ph тормозного излучения.

Средство для измерения спектрального и пространственного распределения фотонного пучка содержит систему 6 конверсии и обнаружения нейтронов и электронную схему 9 обработки, при этом система 6 конверсии и обнаружения нейтронов содержит по меньшей мере две конверсионные мишени 5 и блок 10 измерения, при этом конверсионные мишени устанавливаются одна за другой на блоке 10 измерения. Каждая конверсионная мишень выполнена с возможностью генерирования наведенных нейтронов за пределами определенного энергетического порога фотонного пучка ph, при этом связанный с мишенью энергетический порог отличается от одной мишени к другой. Блок 10 измерения измеряет нейтроны, генерируемые каждой конверсионной мишенью 5. Блок измерения 10 содержит один или несколько детекторов 8, работающих на гелии ³Не, содержащихся в замедлителе 7 нейтронов, который окружен поглотителем 4, поглощающим тепловые нейтроны (нейтроны с очень низкой энергией). Выполненный таким образом блок детектора является чувствительным только к быстрым нейтронам и поэтому лишь незначительно подвержен влиянию окружающей среды и влиянию действия замедления, которое она оказывает на нейтроны.

Конверсионную мишень 5 устанавливают на стороне поглотителя 4, обращенной к тормозной мишени 2. Как показано на фиг.2, конверсионную мишень 5 позиционируют с центровкой на стороне поглотителя 4 для оптимизации обнаружения фотонов ph. Нормаль к поверхности стороны 4 в центральной точке конверсионной мишени 5 определяет ось х. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения гелиевые детекторы 8 сгруппированы попарно и образуют три канала измерения - один передний канал и два задних канала. Электронная схема 9 обработки является быстродействующим электронным устройством, которое для каждого канала измерения i (i=l, 2, 3) содержит усилитель типа ADSF А (1=1, 2, 3) (ADSF является сокращением от «усилитель-дискриминатор порог-окно»).

Измерения нейтронов производят в интервалы времени, которые позволяют пренебрегать фотонами тормозного излучения, излучаемыми во время электронных импульсов. Предпочтительно эти интервалы времени выбирают таким образом, чтобы предоставить достаточно времени для нейтронных детекторов и для электронных схем обработки, чтобы эти детекторы и эти схемы могли в полной мере проявить все свои свойства обнаружения.

Действительно, фотоны тормозного излучения возникают почти мгновенно во время взаимодействия электронов с тормозной мишенью 2. Таким образом, фотоны тормозного излучения излучаются с таким же распределением во времени, что и электроны, то есть с такой же шириной импульса и с такой же частотой повторения. Следовательно, эти фотоны тормозного излучения присутствуют в течение всей ширины электронных импульсов, которая обычно колеблется от нескольких микросекунд до нескольких десятков микросекунд. Во время электронных импульсов детекторы нейтронов полностью ослеплены появляющимися в результате этого фотонными импульсами и, следовательно, не работают. Только спустя несколько десятков микросекунд после прекращения фотонного импульса детекторы нейтронов восстанавливают все свои свойства. Таким образом, измерение фотонно-нейтронной составляющей происходит только между фотонными импульсами и предпочтительно во временные интервалы, выбираемые таким образом, чтобы электроника обработки могла проявить свои свойства обнаружения. Для этого электронная схема 9 обработки содержит средства М управления, которые подают команду С на электронные схемы обнаружения, которая блокирует обнаружение и подсчет нейтронов за пределами этих временных интервалов. При данном положении системы 6 преобразования и обнаружения нейтронов цикл измерений содержит интегрирование последовательности сигналов обнаружения и подсчета нейтронов, измеряемых между последовательными импульсами электронов.

Например, но не ограничительно, измерения осуществляют при частоте импульсов электронов, равной 90 Гц, при этом производят 5400 циклов измерения, и время сбора данных через один канал измерения равно 10 мкс.

Предусмотрены средства, позволяющие перемещать систему 6 конверсии и обнаружения нейтронов по меньшей мере вдоль одной оси пространства. Перемещение производят, например, по меньшей мере в одном из трех перпендикулярных направлений пространства, образованного прямым трехгранником (х, у, z), при этом ось х является определенной выше осью. В качестве примера на фиг.3 показан стенд В перемещения, управляемый дистанционно и перемещающий систему 6 конверсии и обнаружения нейтронов вдоль оси у с шагом 50 мм между первым крайним положением А, находящимся на -500 мм относительно центрального положения абсциссы у=0, и вторым крайним положением U, находящимся на +500 мм относительно центрального положения.

Конверсионная мишень 5 выполнена из материала, который способен генерировать наведенные нейтроны за пределом определенного энергетического порога пучка фотонов ph и, следовательно, за пределом определенного энергетического порога электронов е^-. Таким образом, последовательно выбирают различные мишени, адаптированные к разным энергетическим порогам электронов, для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, что позволяет определять распределение потока фотонов в широком диапазоне энергии. Мишень 5 может быть, например, мишенью из урана ²³⁸U для значений энергии электронов, превышающих 6 МэВ, и мишенью из бериллия Be для значений энергии, превышающих 1,67 МэВ.

На фиг.4 показан пример спектрального и пространственного распределения, полученного при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением. Детектор на гелии ³Не, оборудованный конверсионной мишенью из урана ²³⁸U, перемещают перед тормозной мишенью вдоль оси у, которая удалена по существу на 1 м от тормозной мишени 2. Перемещение мишени осуществляют между отметками -500 мм и +500 мм с шагом 50 мм (см. фиг.3). Мишень представляет собой урановую пластинку круглой формы, радиус которой по существу равен 50 мм и толщина которой по существу равна 3 мм. Энергия электронов по существу равна 9 МэВ. На фиг.4 показано число импульсов, обнаруживаемых гелиевым детектором, в зависимости от угла θ раскрыва пучка (угол между осью х и осью, определяемой тормозной мишенью 2 и мишенью 5).

На фиг.5 для разных значений энергии электронов показано соотношение R при разных нормированных значениях сигнала, измеряемого при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением, в зависимости от перемещения мишени измерения. При данном положении устройства измерения соотношение R равно значению сигнала, измеряемого при данном положении, поделенному на максимальное значение сигнала, измеряемого на всех положениях. Перемещение мишени измерения осуществляют вдоль оси у, которая удалена по существу на 1 м от тормозной мишени 2. Перемещение мишени осуществляют между отметками -80 мм и +80 мм с шагом 10 мм. Кривые C1, C2 и С3 соответствуют энергии электронов, равной 6 МэВ, 9 МэВ и 11 МэВ. Полученный профиль является равномерным для всех значений энергии.

Результаты, показанные на фиг.4 и 5, касаются случая, когда мишень 5 измерения является мишенью из урана ²³⁸U. Как было указано выше, такую мишень предпочтительно используют для значений энергии электронов, превышающих или равных 6 МэВ, что является пороговой энергией изотопа ²³⁸U. Для значений энергии ниже 6 МэВ используют другие мишени, например мишени из бериллия Be.

Измеренный нейтронный сигнал, получаемый в результате взаимодействия фотонов с конверсионной мишенью, входит в нейтронный сигнал, характерный для работы ускорителя. Поэтому желательно осуществлять подсчет нейтронов в отсутствие мишени, чтобы измерить шум, характерный для нейтронного сигнала при работе ускорителя, и этот шум после этого вычитают из полезного сигнала. Для этого электронная схема обработки, соединенная с блоком 6 измерения, содержит схемы, выполненные с возможностью запоминания произведенных измерений и вычисления разности между сигналами, измеренными соответственно при наличии и при отсутствии конверсионной мишени.

1. Способ определения спектрального и пространственного распределения по меньшей мере вдоль одной оси потока фотонов тормозного излучения, получаемых в результате взаимодействия электронных импульсов с тормозной мишенью (2), характеризующийся тем, что:
в первой точке оси выполняют первое измерение нейтронов путем интегрирования сигналов обнаружения и подсчета нейтронов, при этом сигналы обнаружения и подсчета нейтронов получают при попадании фотонов (ph) тормозного излучения на первую конверсионную мишень (5), центрованную по указанной первой точке, причем первая конверсионная мишень является чувствительной к фотонам с энергией, по существу превышающей первый энергетический порог, при этом обнаруживают и подсчитывают нейтроны, участвующие в формировании сигнала обнаружения и подсчета, во временном интервале, заключенном между двумя последовательными электронными импульсами,
последовательно перемещают первую конверсионную мишень (5) в различные точки оси, при этом в каждой из указанных различных точек оси выполняют измерение нейтронов, соответствующее указанному измерению нейтронов в первой точке оси, и
выполняют последовательность измерений нейтронов, соответствующих измерениям в указанной первой точке и в указанных различных точках, с множеством различных конверсионных мишеней, обладающих энергетическим порогом, отличающимся для различных мишеней и отличным от первого энергетического порога.

2. Способ по п.1, в котором первая конверсионная мишень является бериллиевой мишенью с первым энергетическим порогом, а вторая конверсионная мишень является мишенью из урана ²³⁸U со вторым энергетическим порогом, имеющим значение, превышающее значение первого порога.

3. Способ по п.1, в котором в указанном временном интервале и в каждой точке оси при отсутствии конверсионной мишени измеряют нейтронный сигнал, характерный для работы ускорителя (1) электронов, создающего фотоны тормозного излучения при взаимодействии электронов с тормозной мишенью (2), причем измерение нейтронного сигнала, характерного для работы ускорителя электронов, вычитают из сигнала обнаружения и подсчета нейтронов, измеряемого в присутствии конверсионной мишени.

4. Способ по п.1, в котором сигналы обнаружения и подсчета измеряют при помощи детекторного блока, работающего на гелии ³Не.

5. Устройство определения спектрального и пространственного распределения по меньшей мере вдоль одной оси потока фотонов тормозного излучения, получаемых в результате взаимодействия электронных импульсов с тормозной мишенью (2), характеризующееся тем, что содержит:
систему (6) конверсии и обнаружения нейтронов, содержащую по меньшей мере две конверсионные мишени (5), каждая из которых выполнена с возможностью генерирования нейтронов под действием фотонов тормозного излучения, при этом каждая конверсионная мишень (5) является чувствительной к фотонам, имеющим энергию, по существу превышающую энергетический порог, отличающийся для каждой конверсионной мишени, и блок (10) измерения, который содержит один или несколько детекторов (8) на гелии ³Не для обнаружения и подсчета нейтронов, генерируемых на каждой конверсионной мишени, при этом детекторы (8) на гелии ³Не находятся в замедлителе (7) нейтронов, а замедлитель (7) нейтронов окружен поглотителем (4) тепловых нейтронов, при этом каждая конверсионная мишень (5) последовательно позиционируется на стороне поглотителя (4) тепловых нейтронов, обращенной к тормозной мишени (2),
электронную схему (9) обработки, выполненную с возможностью обрабатывать сигналы, поступающие от системы (6) конверсии и обнаружения нейтронов, при этом электронная схема (9) обработки содержит средства для управления обнаружением и подсчетом нейтронов во временных интервалах, заключенных между двумя последовательными электронными импульсами, и
средства (В) для перемещения системы (6) конверсии и обнаружения нейтронов вдоль оси.

6. Устройство по п.5, в котором средства (В) для перемещения системы (6) конверсии и обнаружения нейтронов вдоль оси содержат стенд (В) перемещения, управляемый дистанционно.

7. Устройство по п.5 или 6, в котором первая конверсионная мишень является бериллиевой мишенью с первым энергетическим порогом, а вторая конверсионная мишень является мишенью из урана ²³⁸U со вторым энергетическим порогом, превышающим первый порог.

Похожие патенты:

Нейтронный датчик // 2503975

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к метрологии нейтронного излучения в присутствии фоновых излучений и электромагнитных наводок, и может быть использовано в системах управления и защиты ядерных реакторов, подкритических сборок, импульсных и других источников нейтронов, в научных исследованиях.

Детектор мононаправленного нейтронного излучения // 2495457

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для определения плотности потока быстрых нейтронов при работе ядерно-физических установок.

Инструмент нейтронного каротажа, имеющий источник и мишень, с добавкой дейтериево-тритиевого газа // 2486546

Изобретение относится к углеводородной промышленности, более конкретно данное изобретение касается инструментов нейтронного каротажа, используемых при исследовании геологической формации.

Способ калибровки эмиссионных детекторов нейтронов // 2485549

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к калибровке эмиссионных детекторов нейтронов для внутризонного контроля распределения энерговыделения в ядерных реакторах.

Устройство и способ измерения скорости счета // 2483328

Изобретение относится к устройству измерения скорости счета камеры деления и устройству калибровки соответствующей камеры деления. .

Нейтронный защитный экран повышенной прочности // 2473100

Нейтронный датчик // 2470329

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к метрологии излучения нейтронного излучения в присутствии фоновых излучений и электромагнитных наводок.

Датчик быстрых нейтронов // 2469356

Нейтронный детектор // 2469355

Нейтронный детектор // 2469354

Способ регистрации нейтронного потока ядерной установки в широком диапазоне измерений и устройство для его реализации // 2522708

Изобретение относится к способам детектирования нейтронного потока в зоне облучения. Способ регистрации нейтронного потока ядерной установки в широком диапазоне измерений, заключающийся в том, что детектируют нейтронный поток ядерной установки посредством регистрации токового режима камеры деления с последующим измерением и обработкой тока камеры деления вне зоны облучения, при этом одновременно с токовым режимом используют режим счета единичных нейтронов, при этом в диапазоне линейной зависимости скорости счета от нейтронного потока осуществляют прямые измерения актов регистрации нейтронов, причем сигнал, обусловленный единичными нейтронами без предварительного усиления, передают по кабельной линии для регистрации и обработки вне зоны облучения, после чего зависимости плотности потока нейтронов от времени, измеренные камерой деления в счетном и токовом режимах, объединяются. Технический результат - повышение достоверности измерения нейтронного потока при значениях регистрируемого тока с камеры меньших, чем десять фоновых токов камеры в условиях сохранения надежности и стабильности рабочих характеристик регистрирующей аппаратуры. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ для определения направленности радиоактивного излучения и устройство для его осуществления // 2526492

Изобретение относится к способам определения направленности радиоактивного излучения. Способ определения направленности радиоактивного излучения включает создание объема метастабильной протянутой текучей среды; размещение объема метастабильной протянутой текучей среды в непосредственной близости от источника радиоактивного излучения; определение положения кавитаций, вызванных радиоактивным излучением, в метастабильной протянутой текучей среде; и определение направления источника радиоактивного излучения на основании кавитаций, вызванных радиоактивным излучением, в метастабильной протянутой текучей среде. Устройство для определения направленности падающего радиоактивного излучения содержит камеру, содержащую текучую среду, систему управления, связанную с механизмом для деформации камеры, которые совместно функционируют для создания и поддержания в текучей среде напряженного метастабильного состояния, достаточного для формирования кавитационных пузырьков при столкновениях молекул текучей среды с налетающими ядерными частицами. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 22 ил., 4 табл.

Способ определения изотопного отношения делящегося вещества, содержащегося в камере деления // 2527137

Изобретение касается способа определения изотопного отношения делящегося вещества. Способ определения изотопного отношения делящегося вещества, содержащегося в камере деления, причем делящееся вещество имеет основной изотоп X и по меньшей мере один изотоп-примесь Y, при этом изотопы X и Y характеризуются радиоактивным распадом согласно двум следующим уравнениям: X->X′, характеризуется λX, FX, и Y->Y′, характеризуется λY, FY, где X′ и Y′ соответственно являются «дочерними» изотопами изотопов X и Y, при этом распад изотопа X, соответственно Y, характеризуется испусканием гамма-кванта дочерним изотопом X′, соответственно Y′, с энергией E1, соответственно E2, с вероятностью испускания Iγ(E1), соответственно Iγ(Е2), причем величины λX и λY соответственно являются постоянной радиоактивного распада основного изотопа X и постоянной радиоактивного распада изотопа-примеси Y, a FX и FY соответственно являются коэффициентом разветвления распада изотопа, используемым для измерения радиоактивности основного изотопа, и коэффициентом разветвления распада изотопа, используемым для измерения радиоактивности изотопа-примеси, отличающийся тем, что содержит следующие этапы: при помощи спектрометрической установки, установленной в заданной конфигурации измерения, измеряют чистую площадь S(E1) первого пика гамма-излучения делящегося вещества с первой энергией E1 и чистую площадь S(E2) второго пика гамма-излучения делящегося вещества с второй энергией E2, при помощи контрольных точечных источников в заданной конфигурации измерения определяют контрольный коэффициент полного поглощения R O P ( E 1 ) с первой энергией E1 и контрольный коэффициент полного поглощения R 0 P ( E 2 ) со второй энергией E2, при помощи вычислительного устройства для заданной конфигурации измерения вычисляют интегральный переход T(E1) коэффициента для делящегося вещества с первой энергией E1 и интегральный переход T(Е2) коэффициента для делящегося вещества со второй энергией Е2, и при помощи вычислительного устройства вычисляют изотопное отношение R делящегося вещества при помощи уравнения: R = λ X λ Y × S ( E 2 ) S ( E 1 ) × I γ ( E 1 ) I γ ( E 2 ) × R 0 P ( E 1 ) R 0 P ( E 2 ) × T ( E 1 ) T ( E 2 ) × F X F Y . Технический результат - повышение эффективности определения изотопного отношения делящегося вещества. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Детектор быстрых нейтронов // 2532647

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам излучений. Детектор быстрых нейтронов содержит конвертор быстрых нейтронов и поверхностно-барьерный GaAs сенсор, регистрирующий протоны отдачи, при этом сенсор выполнен на подложке арсенида галлия n-типа проводимости, на рабочей поверхности которого выращен эпитаксиальный слой GaAs высокой чистоты толщиной от 10 до 80 мкм, причем и где d - толщина эпитаксиального слоя GaAs высокой чистоты, εп - относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника, ε0 - электрическая постоянная, φк - контактная разность потенциалов, q - заряд электрона, ND - уровень легирования полупроводника, µе - подвижность электронов, τе - время жизни электронов, со сформированным на нем платиновым барьером Шоттки толщиной 500 Å, на обратной стороне подложки сформирован омический контакт. Технический результат - повышение эффективности сбора заряда детектора, снижение чувствительности к гамма-фону. 1 ил.

Способ измерения асимметрии распада поляризованных пучков // 2541437

Изобретение относится к области ядерной физики. Способ измерения асимметрии распада поляризованных пучков включает в себя пропускание поляризованного пучка частиц через контролируемую зону, регистрацию заряженных частиц, испускаемых асимметрично относительно спина распадающихся частиц, контрольные измерения при изменении направления поляризации пучка на 180°, при этом исходный поляризованный пучок частиц пропускают через зону контроля с близким к нулю магнитным полем, поток частиц исходного поляризованного пучка ступенчато варьируют с помощью прецизионной управляемой диафрагмы, на каждой ступени потока проводят многократные измерения скорости счета и энергетического спектра испускаемых в зоне контроля заряженных частиц с помощью охватывающего пучок секционированного по углу детектора; по совокупности скоростей счета и их погрешностей строят функционал ошибок для оценок чисел частиц в зоне видимости детектора путем приближений этих чисел шкалой (последовательностью) с шагом 1/μ, значение μ подбирают до наилучшего совмещения минимумов функционалов ошибки для времен жизни τ+ и τ- двух спиновых мод распада и их среднего арифметического значения, причем обработка проводится независимо для двух наборов данных, отличающихся значениями потока, а решение по μ и τ определяется пересечением функционалов этих наборов вблизи минимумов, близких к 1, причем коэффициент спиновой корреляции (асимметрия распада) определяется по формуле где - есть средняя спиральность частиц, испускаемых при распаде, определяемая из измеренного спектра частиц или из табличных данных. Технический результат - повышение точности измерения асимметрии распада нейтронов. 4 ил.

Способ калибровки каналов измерения плотности нейтронного потока, предназначенных для измерения расхода теплоносителя первого контура ядерного реактора // 2553722

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к метрологии нейтронного излучения, и может быть использовано при калибровке каналов измерения расхода теплоносителя в первом контуре корпусных ядерных реакторов. Способ включает измерение и запись величины плотности нейтронного потока при различных условиях его формирования с помощью ионизационной камеры деления. Согласно изобретению калибровку каналов измерения плотности нейтронного потока производят за пределами реактора, при этом измерение плотности нейтронного потока осуществляют двумя измерительными каналами в два этапа: на первом этапе размещают источник нейтронов напротив датчика первого измерительного канала, предназначенного для установки на трубопроводе первого контура ядерного реактора со стороны выхода теплоносителя из реактора, при этом расстояние l1 от источника нейтронов до этого датчика выбирают таким образом, чтобы скорость счета N1 в первом измерительном канале соответствовала плотности нейтронного потока на трубопроводе, и регистрируют эту скорость счета N1, на втором этапе размещают источник нейтронов напротив датчика второго измерительного канала, предназначенного для установки на трубопроводе первого контура ядерного реактора со стороны возврата теплоносителя в реактор, и выбирают расстояние l2 между источником нейтронов и вторым датчиком по формуле , где v - скорость потока теплоносителя; L - расстояние между датчиками на трубопроводе; τ - период полураспада изотопа 17N, затем настраивают чувствительность второго измерительного канала таким образом, чтобы его скорость счета N2 была равна после чего устанавливают датчики на трубопровод. Технический результат - повышение точности калибровки каналов измерения плотности нейтронного потока и сокращение времени на ее проведение.

Устройство для изготовления цилиндрических трубок для газонаполненных дрейфовых детекторов ионизирующего излучения // 2555693

Устройство может быть использовано для изготовления цилиндрических трубок из пластика или металлопластика для газонаполненных дрейфовых детекторов ионизирующего излучения. Рабочий орган для ультразвуковой сварки представляет собой сонотрод со сферической рабочей поверхностью и установлен с возможностью его прижатия во время сварки к наковальне. Подающая бобина снабжена регулируемым натяжителем ленты. Упор для формирования ленты в U-образный профиль имеет регулировочный узел для точного позиционирования продольных кромок заготовки трубки относительно сонотрода и наковальни. Фильера имеет средство для точного позиционирования ее относительно наковальни. Устройство снабжено кареткой для закрепления в ней конца трубки, которая имеет возможность перемещения по направляющей для вытягивания трубки. Каретка снабжена соплом для подачи газа под избыточным давлением в сваренную часть трубки. Полученные трубки имеют минимально возможную толщину, обладают достаточной прочностью для эксплуатации при рабочем давлении газа внутри трубки. Максимально увеличена гладкость внутренней поверхности сварного шва за счет исключения свисания его кромки по всей длине. Изготовленные с помощью устройства трубки обеспечивают малое искажение электрического поля внутри, что положительно влияет на эффективность работы детектора. 5 ил.

Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения // 2561247

Изобретение относится к области измерении плотности потока нейтронов с помощью различных типов детекторов, в частности пропорциональных и коронных счетчиков медленных нейтронов, импульсных камер деления. Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения с тактовой процедурой измерений включает измерение постоянного тока Iγ, возникающего в детекторе нейтронов под действием гамма-излучения, при этом порог рабочей дискриминации UДраб для регистрации скорости счета нейтронов устанавливается по двум значениям скорости счета собственных шумов детектора на нерабочей ветви интегрального спектра импульсов, когда в логарифмическом масштабе прямая, соединяющая эти значения - 1-го (NШ1) - максимально высокого в пределах разрешающей способности усилительного тракта, 2-го (NШ2) - низкого, выбранного с соблюдением условия NШ2≥10·Nn, где Nn - ожидаемая скорость счета нейтронов, экстраполируется на ось дискриминаций, имеющую линейный масштаб, и точка пересечения на оси дискриминаций в области NШ≤(10-1-10-2)·Nn принимается в качестве UДраб, при котором можно пренебречь вкладом шумовых импульсов в измеряемую после установки UДраб скорость счета нейтронов Nn, а в канал измерения тока Iγ дополнительно вводятся автоподстройка значений высокого напряжения детектора Uвыс1 (перед автоподстройкой нуля схемы измерения тока Iγ), Uвыс2 (перед измерением тока Iγ) и реперный сигнал с автоконтролем его воспроизводимости. Технический результат - исключение влияния нестабильности работы канала детектирования нейтронов на результаты текущих измерений с обеспечением максимально возможной эффективности детекторов при любых значениях мощности дозы гамма-излучения. 2 ил., 1 табл.

Алмазный детектор тепловых нейтронов // 2565829

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам для регистрации корпускулярных излучений, в частности к алмазным детекторам тепловых нейтронов. Алмазный детектор тепловых нейтронов состоит из алмазной пластины, двух контактных электродов, конвертора тепловых нейтронов и внешних выводов для подачи напряжения смещения и съема выходного сигнала, при этом один из контактных электродов выполнен в виде набора графитовых столбиков, расположенных в объеме алмазной пластины так, чтобы расстояние от торцов графитовых столбиков до второго контактного электрода не превышало 5-10 мкм, при этом основания графитовых столбиков параллельно подсоединены к выводу для подачи напряжения смещения, а конвертор тепловых нейтронов установлен над поверхностью другого контактного электрода. Технический результат - снижение чувствительности к фоновому гамма-излучению. 1 ил.

Эмиссионный нейтронный детектор // 2586257

Изобретение относится к области ядерной техники. Эмиссионный нейтронный детектор содержит коллектор и эмиттер, отделенные друг от друга изоляционным материалом, при этом эмиттер выполнен из порошка двуокиси гафния, заключенного в металлическую оболочку, при этом оболочка эмиттера выполнена толщиной от 0,14 мм до 0,20 мм, а масса двуокиси гафния на 1 м чувствительной части детектора выбрана в диапазоне от 6,4 г до 7,1 г. Технический результат - повышение точности контроля плотности потока нейтронов в ядерном реакторе.