Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Нейтронные детекторы

Нейтронные (далее Н) приборы для регистрации нейтронов. Действие Н основано на регистрации вторичных частиц, образующихся в результате взаимодействия нейтронов с ядрами. Для регистрации медленных нейтронов используются ядерные реакции расщепления легких ядер под действием нейтронов (10В (n, a) 7, 6 (n, a) 3 и 3 (n, p)1) с регистрацией a-частиц и протонов; деления тяжелых ядер с регистрацией осколков деления (см. Ядра атомного деление); радиационный захват нейтронов ядрами (n, g) с регистрацией g-квантов, а также возбуждения искусственной радиоактивности. Для регистрации a-частиц, протонов и осколков деления применяются ионизационные камеры и пропорциональные счетчики, которые заполняют газообразным 3 и др. газами, содержащими В или 3, либо покрывают их стенки тонким слоем твердых В, или делящихся веществ. Конструкция и размеры таких камер и счетчиков разнообразны. Пропорциональные счетчики могут достигать 50 мм в диаметре и 2 м длины (СНМ-15). Наибольшей эффективностью к тепловым нейтронам обладают Н содержащие 10 или 3. Для регистрации медленных нейтронов используются также сцинтилляционные счетчики (на Lil с примесью , на сцинтиллирующих литиевых стеклах, либо смеси борсодержащих веществ и сцинтиллятора ). Эффективность регистрации тепловых нейтронов в этом случае может достигать 40—60%. В Объединенном институте ядерных исследований создан сцинтилляционный Н в котором регистрируются акты радиационного захвата. Он предназначен для нейтронов с энергией до 10 кэв и имеет эффективность — 20—40%.

  Эффективность регистрации быстрых нейтронов перечисленными в сотни раз меньше, поэтому быстрые нейтроны предварительно замедляют в парафиновом блоке, окружающем Н (см. Замедление нейтронов). Специально подобранные форма и размеры блоков позволяют получить практически постоянную эффективность регистрации нейтронов в диапазоне энергии от нескольких кэв до 20 Мэв (всеволновой счетчик). При непосредственном детектировании нейтронов с энергиями ~ 100 кэв обычно используется упругое рассеяние нейтронов в или или регистрируются ядра отдачи. Так как энергия последних зависит от энергии нейтронов, то такие Н позволяют измерять энергетический спектр нейтронов. Сцинтилляционные Н также могут регистрировать быстрые нейтроны по протонам отдачи в органических и жидких сцинтилляторах. Некоторые тяжелые ядра, например 238 и 232, делятся только под действием быстрых нейтронов. Это позволяет создавать пороговые Н служащие для регистрации быстрых нейтронов на фоне тепловых.

  Для регистрации продуктов ядерных реакций нейтронов с ядрами В и , протонов отдачи и осколков деления используются также ядерные фотографические эмульсии. Этот метод особенно удобен в дозиметрии, так как позволяет определить суммарное число нейтронов за время облучения. При делении ядер энергия осколков столь велика, что они производят заметные механические разрушения. На этом основан один из способов их обнаружения: осколки деления замедляются в стекле, которое затем травится плавиковой кислотой; в результате следы осколков можно наблюдать под микроскопом.

  Возбуждение искусственной радиоактивности под действием нейтронов используется для регистрации нейтронов, особенно при измерениях плотности потока нейтронов, так как число распадов (активность) пропорционально потоку нейтронов, прошедшему через вещество (измерение активности можно производить после прекращения облучения нейтронами). Существует большое количество различных изотопов, применяемых в качестве радиоактивных индикаторов нейтронов разных энергий E. В тепловой области энергий наибольшее распространение имеют 55, 107, 197: для регистрации резонансных нейтронов применяют 55 (E = 300 эв), 59 (E =100 эв), 103, 115 (E = 1,5 эв), 127 (E = 35 эв), 107, 197 (E = 5 эв). В области больших энергий используют пороговые 12 (E = 20 Мэв), 32 (E = 0,9 Мэв) и 63 (E = 10 Мэв) (см. Нейтронная спектроскопия).

 

  Лит.: Аллен В. Д., Регистрация нейтронов, пер. с англ., М., 1962; Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1971.

  Б. Г. Ерозолимский, Ю. А. Мостовой.

 


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 04.10.2022 00:00:26