SE460389B - Anordning foer alstring av termiska neutroner och anvaendning av anordning foer anslutning av en kollimator - Google Patents

Description

460 389 2 Anordningen används företrädesvis för anslutning till en kollimator med en _ kollimatoringångssida och med åtminstone en kollimationspassage.

Uppfinningen skall nu eskrivas närmare med hänvisning till 'än utföringsexempel.

Därvid visar Fig. 1 ett snitt genom en anordning, fig. 2 ett snitt utefter linjen II-II i fig. 1 samt fig. 3 ett neutronspektrum för en neutronkälla.

Det en neutronkälla 1 inneslutande huset 2 består av en halvklotformigt utbildad mantel 3, vars fria ändar 4 är cylinderformigt framdragna. En skiva 5 fav neutrongenomsläppligt material, såsom t.ex aluminium, sträcker sig vinkel- rätt mot cylinderväggen och överbryggar de fria ändarna. Den cylindriska och halvsfäriska delen av huset 2 består likaledes av aluminium. På sin innervägg är huset 2 försett med en beklädnad 6 av neutronmodererande mateerial såsom t.ex polyeten. Centralt relativt husets 2 halvklotformiga del är ett som klot utbilda moderatorhus 7 anordnat, som medelst strävor 8 av aluminium hålls i sitt läge 'och innehåller en fyllning av modererande material. Används plast som moderator är ett moderatorhus ej erforderligt. Moderatorn består då enbart av en plast- kula. s En som ansatslopp utbildad kanal 9 sträcker sig genom moderatorklotets 7 'centrum från en sida till den andra av huset 2, varvid den även sträcker sig genom dess vägg. Från den en större diameter uppvisande sidan av ansatsloppet sker införing av neutronkällan, vilken stöds på en ansats 10 i ansatsloppet.

Ansatsloppet är inom området för husväggen utbildat som tratt 11 för att under- lätta neutronkällans 1 införande. Mellan moderatorhuset 7 och husets 2 inner- vägg är flera halvskal eller halvskålar 12 av modererande material anordnade under vidmakthållande av ett avstånd såväl sinsemellan som även gentemot husets 2 innervägg och moderatorklotet 7. Därigenom åstadkoms luftfyllda mellanrum 13 vilka tjänar till reflektion av neutronerna. I halvskalen sker en sekundärmode- ration av epitermiska och snabba neutroner. Sin primärmoderation erhåller neutronerna i moderatorklotet 7. Halvskålarna 12 är fästade vid den mellan mo- deratorhuset 7 och husets 2 innervägg sig sträckande strävan 8. Ett vidmakthål- lande av de en gång valda avstånden säkerställs därigenom. Halvskålarnas 12 ringformiga öppningsytor 14 bildar ett genom moderatorhusets 7 centrum löpande plan, vilket förlöper parallellt med den cylindriska husdelens 4 skiva 5. Denna skiva bildar för övrigt husets 2 neutronutträdesöppning 15. 7 Anordningens verkningssätt skall nu beskrivas med hänvisning till ett neutronspektrum för en Kalifornium-252-källa (fig. 3). På ordinatan är den rela- ¿ tiva frekvensen H och på abskissan energin i MeV uppförda. Medelneutronenergin 3 460 589 hos denna källa ligger, såsom framgår av kurvgrenen 16, vid 2 Mev. Källkonfigu- rationen är sådan att i moderatorklotet 7 bromsas företrädesvis den andel av från källan 1 emitterade primärneutroner till termiska energiområden, vilken i källans 1 källspektrum har den största relativa frekvensen motsvarande en medel- neutronenergi av 2 MeV (fig. 3). Det streckade fältet 17 av spektrum innehåller primärneutroner med högre energi (E 2 Mev), vilkas termalisering sker stegvis med skalen 12. Sålunda bromsas i de bredvid moderatorhuset 7 anordnade skalen de primärneutroner, vilkas energi-intervall i källspektrum ligger endast föga över 2 Mev. I de mellersta halvskålarna bromsas neutronerna hos nästa högre energi- intervall och i de yttre halvskålarna neutroner med en ännu högre energi.

Primärneutroner av maximal energi underkastas inbromsning inom området för mode- ratorbeklädnaden 6 hos huset 2. Varje mellanrum 13 tjänar vidare till reflektion av de termiska neutronerna och deras spridning i riktning mot neutronutträdes- öppningen 15 hos huset 2. Reflektionen kan ökas genom en inneslutning av skålar- na 12 i en aluminiumbeklädnad vid anordning av huset 2 i ett vattenförlag. I beroende av neutronkällans 1 förhandenvarande källspektrum bestämmes moderator- skålarnas antal och tjocklek.

En ytterligare höjning av det termiska neutronutbytet uppnås i förbindel- se med en direkt till neutronutträdesöppningen 15 ansluten kollimator 18, vars kollimatoringångssida 20 uppvisar en plastplätering 21 med förutbestämbar tjock- lek. Därmed säkerställs att de ur moderatorhuset 7 i riktning mot neutronutträ- desöppningen 15 och därför ej för bromsning genom skalen avsedda neutronerna av högre energi (E > Etherm)likaledes underkastas en bromsning och reflektion.

Därutöver minskar kollimatorns 18 plastplätering 21 en absorbtion av ter- miska neutroner, vilken utan en sådan plätering skulle erhållas genom kollima- tormaterialets absorptionsverkan på kollimatorsidan 20.

En framledning av husets 2 beklädnad 6 till kollimationssidan 20 i en kontinuerlig avsmalning bildar en del av pläteringen och förstärker därmed ytterligare sekundärmoderationen liksom reflektionen. Plastpläteringarna 21 respektive 6 åstadkommer därmed en ytterligare källterm för termiska neutroner.

Det förutbestämbara fria rummet 22 inom området mellan öppningsytorna 14, för huset 7 och för plastpläteringarna21 respektive 6 utsätts därmed för ett starkt överförstärkt termiskt neutronflöde. Omvandlingen av det oriktade neutronflödet i det fria utrymmet 22 till en extraherad, riktad neutronström sker på känt sätt med hjälp av en kollimator. Kollimatorer är exempelvis erfor- derliga när objekt skall utsättas för en riktad neutronström för att därmed undersöka deras inre struktur. I fig. 2 antyds streckprickat en kollimator 18 med 2 kollimationsingångar 19.

Claims (6)

íióU 389 Patentkrav §

1. Anordning för alstring av termiska neutroner med a) ett av en yttermantel bildat hus (2), varvid en del av yttermanteln (4) är ubildad som cylindriskt rör, som samtidigt tjänar som neutronutträdesöppning (15), får. b) en i husets (2) inre anordnad, utväxlingsbar neutronkälla (1), c) en i husets (2) inre anordnad moderator (7), k ä n n e t e c k n a d av att . MmwuuwnU)ükNfiwm¶ Ä e) neutronkällan (1) är anordnad i den klotformiga moderatorn (7), -f) yttermanteln består av en halvklotformig ytterdel (3), vars fria ändar övergår i det cylindriska röret (4), å g g) mellan den klotformiga moderatorn (7) och den halvklotformiga ytterdel- en (3) är flera halvklotskålar (12) av neutroner modererande material anordnade, h) halvklotsskålarna (12) är koncentriska med varandra liksom koncentriska med moderatorn (7) och ytterdelen (3), i) halvklotsskålarna (12) är anordnade på avstånd från varandra och från moderatorn (7), så att mellan de enskilda halvklotskålarna (12) resp. mellan den innersta halvklotsskålen (12) och moderatorn (7) luftfyllda mellanrum (13) åstadkoms, vilka tjänar till reflektion av neutronerna.

2. Anordning enligt krav 1, k ä_n n e t e c k n a d av att den yttre halv- klotskålen (12) bildar husväggen och med sina fria ändar (4) sträcker sig till neutronutträdesöppningen (15).

3.. Anordning enligt något av krav 1 eller 2, halvklotsskålarna (12) är fästade på strävor (8), vilka sträcker sig mellan moderatorhuset (7) och husets innervägg.

4. ii Anordning enligt något av krav 1 - 3, som ansatslopp utbildad kanal (9) förlöper genom moderatorkulans (7) centrum och slutar vid mittemot varandra belägna sidor av huset (2), varvid neutronkällan (1) çtöds på en ansats (10) i ansatsloppet.

5. Anordning enligt något av krav 1 - 4, k ä n n e t e c k n a d av att halvklotsskålarnas (12) cirkelringformiga öppningsytor (14) sträcker sig till ett parallellt med neutronutträdesöppningens (15) plan förlöpande plan, som korsar moderatorns (7) centrum.

6. Användning av en anordning enligt något av föregående patentkrav för an- slutning av en kollimator med en kollimatoringångssida och med åtminstone en k ä n n e t e c k n a d av att k ä n n e t e c k n a d av att en Lfl kollimationspassage. * ä