Спектрометр ультрахолодных нейтронов
СПЕКТРОМЕТР УЛЬТРАХОЛОДНЫХ НЕЙТРОНОВ,содержащий горизонтальный нейтрон овод и детекторы упьтрахолодных нейтронов, отличающийся тем,что, с целью повышения точности и экспрессности измерения спектров, нейтроновод выполнен из соосных подающей и приемной частей, диаметр приемной части больше диаметра подаюшей, обе стороны приемной части соединены с детекторами ультрахолодных нейтронов, при этом на .подающей и приемной частях расположены электромагниты . :о i(; О D1 СА9
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК,»>SU„, jдр Д 01 T 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 2993249/18-25 (22) 13. 10.80 (46) 15. 06.83.Бюл. K 22, (72) В, В, Васильев (53) 621. 387.426 (088.8) (56) 1. Косвинцев Ю. Ю. и др„Магнитнаи ловушка для удержания ультрахолодных нейтронов, НИИАР П-2, 336,, Димитровград, 1978.
2. Шапиро ф. Л. Препринт Р3-10238.
ОИЯНИ„Дубна, 1978 (прототип).
g 54) (57) СПЕКТРОМНТР УЛЬТРАХОЛОДНЬ|Х НЕЙТРОНОВ,содержаший горизонтальный нейтро овод и детекторы ультрахолодных нейтронов, о т л и ч а ю ш и и с я тем,что, с пелью повышения точности и экспресс"ности измерения спектров, нейтроновод выполнен из соосных подающей и приемной частей, диаметр приемной части больше диаметра подаюшей, обе стороны приемной части соединены с детекторами ультрахо лодных нейтронов, при этом на,подающей и приемной частях расположены электромагниты.
940573
И?Обретт. цие Отн(0cцтся ff Ос«(а»СT ii ттиЗИКИ }(ЕЙТРО}(ОВ НИЗКИХ ЭПЕ i »H И г» ттт(ЕТ быть использовано lip(i исследовании ха —. рактера спектра ультрахолод; ь(х }(ейтро}IOB R устаНОВКаХ, }.(»}ботт110щцх B=:-- тсг«", (П(- 5 тервале энергий.
Свойство нейтронов с0 спц}10},(, (Qправленньп,(ВДОль ci»„!0}?ь х;1 пцй !«(Д(-. . 11 ного 110}IH отражаться От с!(а-той с сцль ным магнитным Голе.1 позво:1»ло осуlцсст- (О
Вить хранееше у(и т}.ахОлод}(ьь н(-t t }Тонов
С IIOMOI(IB}- Разпцт(}С}тп» Маl }(I»T}!ÛÕ Накоцт(=телей 1)
Предла(ается испо}п зоват(, магнитные поля для создания спектрометров ультра ХОЛОДНЬО; НЕ»ЙТРОНОВ» ПОЗВОЛ ЮЛИХ и;»МЕ.рять }исло нейтронов в узком инте} Вале энергий, ПРОТОТИПОтг(ЯВ IЯ! ТС:Я ГРавитад»ОН ный спектрометр ультрахолод}(ых (Г итронов содержащий горизонталь}(ый нейтроНОВОД И Д ВТЕК 10}}bt «т«ЛЬТРВХО}(СДНЫХ }(Ет((Тронов (2)
ГРаВ»тац»О}П(ЫЙ C(fe}»TPOI }e TP, СОДЕРЖИТ
»
} (-ОбраЗНу}0 }аотЬ НЕйтрОНОВода! Которт}я одной cTopo}fob Iiower(II}0чается к нейтроноводу, подающему поток не»Тронов В спектрометр, а другой — к детектору ультрахолодных нейтронов. 1}-образн 0 .» асть мОжнО Вра(пать ВОкр i 1 О}}ризо}(та}гд нОЙ 0
ОСИ, МЕНЯЯ тЕМ СВМЫМ ВЫСОТУ ВЕРХПтЕ(С горизо}ттальногс- у-частка о снос»тель}(о оси.подающего нейтроновода. Этим достигается изменение высоты энергетического барьера, отража}о;пего нейтроны. Следует отметить бсг(тш»е размеры этого прибора„вь}званные необходц.,л (теть}с под}(и"Г мать нейтроны н(а Вь;со-}у (! = —
ГДЕ »(1 — МаССД НЕЙ Рона уСКорЕНИЕ СВО:.ГОД}((тг 0 ПадЕ«т»П(;,}(1
- энерг (я }(»}}етическая) нейтрсН0В, Кроме этого, пви переход(. к другому
УЧаСТКУ СГ(ЕКТРа 1}РИХОДИТСЯ ПОВО(таЧ(гватЬ
П-О»браз}Гую часть сцектроме!"I}Q Вок»}у(. оси горизонтального нейтроновода для из-. менения ВысОты подъсма и —.Йтро((ОВ» что
ЗатРУДПИТЕЛЬНО;IQ=»Q НeOt}XOPH; ССти Пг:Д." держания Вакуу(«(а в трубе пектромi=".! .}в
СЛ!СдуЕТ ОТМЕттттЬ ЧТО ПОИ ИСПОЛЬЗОВД}н.ki
); (ТОГО Г(р»бо«}а В }(«тт«Ч«тг ТВ»«Г»Ч(фЕ»}Е}П(т(а}П. но-о спектромет!.а в Гор»зон. 01?(В}(о(м! у астке Гтт-об}жзной части спектсометра с}в=нам((ваетсЯ щеЛЬ OI?ðQQО»}а}г}(ая ВоД Р; и.-, СодЕржа(ДИ«,(И гматар!»адам», дгтя а}таЛ!»1 эл
»(аС т И СПЕ». т Ра г СОТ»ВСТС Г»Э««тот((ЕЙ ЭЦЕ ГГ ЦЯ} т ! для подъема на Высо I II»I От (! до Г, }-,",,!
TаD>кое устройст}?о (е.. добно пги лерг-.< т}}--.Й -:
Е П.тгттт тн- },птт(И(» .,"I
1(тлы цзсбрсте}(ця являет "}(повь(шенце
TG H0cтц ц экспр(?сс"(ости из ..}с - ения H обсспече}1»т(более простой регулировки (10(10жс}П(Я» ШЦР(С}П«1 ИНТЕРВала -;(С}- ГЦЙ.
Это с ?тцгается тем, (.0 B c»åêòp0-«}ет}те у}1ьтрсхтэлоднь(х IIE k}òpî}IGB! г.оде!>жаЩЕМ ГОР,!зонта;.ЬНЬ!Й . Ейтт}РО(гг?}?ОД и ДЕтЕКТОРЫ Уг } тРахоЛОДНЫХ НЕЙТРОНОВ, ПЕЙт,)0}I0BOP, ВЬП10.12!ЕН ИЗ ООС} "ЫХ ПОДа»ОЩ" Й
ПРИЕМНОЙ «аотЕЙ, Д(!«(B f П»РИЕМНОЙ
Части 60.,"» Дц:;}Ет-та IIOIIQ10(t;= и Об г т-: РОНЬ(ПРИЕМНОЙ .:.СТЦ СЭЕД(тт(Е}(Ы С ДЕТЕК ТОРЗМ И УЛЬТ»г}ахо. (ОД}(ЬГХ }! -? ЙТРО» Ов т Ii B! i
На 11«)да(С.щЕЙ (т «(г„ттт -;, НОЙ»IQr.ò:.þ}(}(Е«Й !.
РО}(ОВода РДСПО Г(0}}«Ег(Ь(ЭЛЕН г }? (" " I I И(ТЫ.
Оа} Е(гтт Гоав»ТН}т!«»С(ПНОГе Са . B: !}Q i!Q! " нитным H Nзб}>аннов : . IQ::-;iie HOQQ}0(»си и приемной }нетей .,ейтропово.(а с распо;ЮЖЕНИЕ!И Эгттэктт .}ми; (т! Го(? («ОЗВОЛЯЕТ Од-!
f0ÂÐÅÌÅ}(тт0,Гт 1(OòÄ.%оьа ть Олцт ДС Y }f TOO (;f}(И СИСГС}«(У чЕТЕКТ«Э ОВ, У(т т-.,з;.:Bpf?Ii»Я
Дцфтт}ЕРЕ}1((ИВЛ}.}(ОГО 01(ЕКтРЗ» (! Д}.,«? ГО»(Д-:=-,1
ТЕНТ«Эр (и, и . С ((С Тем«г I -.,i. !(э . С (г IH>! ИН— »ЕГРа CB»orO СПЕКТРЯ» (TО !0 BO;IH(?T ПС=
BhtCH IÚ ТОЧт(<тС -, З «т Е(-Е}гий
} Е«(тri((}IO«B}(Q (:,;ÖP;,}»,I -i -(ЦЦ ., ПОЛСЖЕтт(1(I . »«»}орГСт 1 ИЧЕСК«,1 »Э ИПТ;Ч tr, (а СГС !(дтЕГ-. -В}т}т ГСЯ
ЦЗМG}IÅ}(«((ТС-<эв =J. - .". f . МГ ПИИТОВ» -; 0
ПОВЬПЦГ»Е ЭКС (}ЭСГЧ Иост -«, -.- D - }IHR
} Q т(ЕРТ»?}т(т= ДQ}IQ trд(П(1(ИП»(»апвнаЯ r;:;Bi«IQ
СПЕКТ гОМЕ !«а B»?}Сгт." .(т.гь}(тт}Й "аз"тЕЗСПЕКТро(Етпт " !.Ч Э»т ИЗ Птода}ащт Й т.
Ц ПРЦЕМНОЙ 2 т}аСт-„ Й;(Ей; таопспод-,:4 --Е- -кт ромагнитов 3 fi 4, детекторов 5 и т!
Угп:TPQXO»10»}(Ь«Х НЕЙтРОНСВ, Спект;юмет: ттабстаeT лед-« им 00ГтазОм „.
Г Э. (ЕК (тоМа(-Нц(Ь(. ): 4: ПСдаЮТСя Тот
ОДИНаКОВ 01 0 НЕ (! тав }(Ени Ят
СОЗДДЮЩЦЕ «Ц-;(Г((цт}(00 ((ОЛС- В Сг?т(Е}(ИЦ ЛЕйтPo1iñB0ÄQ !} А и }-}г}, 1}P(1 этс!«(: =- }!.+ .т т! -! }."-ЕйтрсПЫ Со СП(«}(С..ii Ср (Ент; ро;Ш—
«
Ч Гт(«! 1»i IIC»0 ЭП«тр(ИЕ((} !" t, "ДЕ г ф =- --.},9: Ikj ((}, — МДГНИТИЫй т. ОМЕПТ т " На rj : — - "Г-} ЫЫЙ т« - !t Н = "Oi!, т1ГСХС»:=.
Ii}! i. ЧЕРЕгэ- 06(ттаС I L: Э}(ЕКТРС«.(а(Пита J, а т . «
II»É Г!Ir Iik! г::-тцт гг, if IЙ r -Г"! j.- Г; гi тг, 1 Я, i IH Дг(Г»ЬН Е Й1(} Bf«i г}аСП};ОС т I (3}IB}t»I. Il y
ЧСг} }f»«}}TpO}IOB С ((адт Е 1 E «}ЭИ = k. " «}0 Ча
}}Ей(тСРОНОВ: тда;. . и }1»т ЙТ} От! Ь(-I}IB? И A
1 J, f I- -т(эгтт т г;а.т(т,!1((0 Q цен твонь} г жаЮ т С я }rаЗад, » B С ООТВЕ 1Х т«атт(Е- С C 00T
1 гт ноыет(»ем плотпад- и г(ГДС Г т - }?адцус Пода}0}ПЕГО }(г-йт}).г Вода;
}» -- Гатт(! C т!"-" !ОГО НЕЙТРОНОВ тг}а част- этих }(ейт}«онов пo :*.-.äQB-!. на детек-то, 5, причем на вергти}(агт(-.нс;-:! участг«е
3 940 нейтроны приобретают эне гию, достаточную для преодоления A3 — окна детектора. Таким обарзом, детектор 5 регистрирует нейтроны со спнном по погцо из интервала (ц Н4 . E (pН4, т. е. дифференциальный спектр.
На детектор 6 попадают нейтроны со спином полю c F > Pl "14 и нейтроны со спином против поля с исходным спектром.
Таким образом, детектор 6 дает ин- 10 формацию об интегральном спектре.
Покажем, что одновременное измерение дифференциального и интегрального спектров повышает точность измерений.
Пусть М4 - интегральный счет в интер-15 вале энергий 0 — Е 1, » »интегральный счет в интервале энергий 0 — Е и при E 4 (Е2 имеет, что N< 2 °
Обозначим ширину энергетического интервалаAE = Е q- Е j и количество нейтро- 20 нов в этом интервале 6.N = N 2- Й 4 .
Существует два способа измерения
1. Измерение и и й2 и вычисление
, И = И2 — и q, тогда дисперсия б 2 (ц N)=
= Ng - N<.
2. Прямое измерение д К, тогда дисперия б (g) = И - й„61 (ЬН).
Поскольку мы используем оба способа одновременно и определяем h " (d (средневзвешенное), то
Р(м 1 1. И2 -И, 2 1М2
1 . 4
Отсюда отношение и 4< ) и w К„
62() й, — 2 Н, т. е. используемый комбинированный способ является более точным.
Использование магнитного спектрометра позволит сократить время работы по исследованию спектра примерно в два раза эа счет повышения точности и экспресоности и, следовательно, сократить расходы на эксплуатацию установки, использующей ультрахолодные нейтроны в условиях научно-исследовательской лаборатории, применящей ядерный реактор как источник нейтронов.
Составитель Б. Рахманов
Редактор О. Юркова Техред M,Òåïåð Корректор И труп
Заказ 6354/1 Тираж 710 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
