SU766298A1 - Способ измерени периода полураспада нейтрона - Google Patents

Description

1

Изобретение отпоснтс  к области нзмерений времени иолураспада радиоактивных веществ.

Точное знание периода полураспада нейтрона имеет фундаментальное значение 5 дл  развити  современных представлений об атомиом  дре и  дерных силах. Измереппе этой величины  вл етс  сложной 1робле.1ой в экспериментальной  дерной физике 1.10

Блн/ чайн1им техническим ренгением  вл етс  способ измерени  периода полураспада нейтрона, включаюншй формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов, регистрацию его иитепсивностн, 15 продуктов распада нейтронов и фоновой радиации 2.

Этот способ измерени  периода полураспада нейтрона основан на том, что через устройство, регистрирующее протоны илн 20 электроны, которые образуютс  в результате распада нейтрона, непрерывно проходнт поток нейтронов, вылетающнх нз атомного реактора, и поэтому в ограниченном пространстве регистрирующего устройства 25 существует некотора  посто нна  плотность нейтронного газа. Число актов распада нейтронов в этом газе пропорционально его плотностн н времени жнзни самого нейтрона . Если измерить величину нейтронного 30

потока, то по скоростн счета регнстрнрующнм устройством нродуктов распада иейтропа (протонов, электронов) определ етс  нскома  велнчииа - нернод полураспада нейтрона.

В измерени х необходимо определ ть абсолютные значени  нзмср емых величин, что  вл етс  прнчииой значительных трудностей и особых требований к калибровочным измерени м.

Сущеетвующий способ измерени  периода иолураеиада нейтрона нмеет существенные недостатки. 1ерез регнстрнрующие устройства проход т нейтроны всех энергий , присутствуюпдих в спектре атомного

больщой поток мереактора , п проходит

радиации. Первое щающей реакторной

абсолютной величиусложн ет измерение ны потока нейтронов,

а второе ухудшает условн  нроведени  1пмерений - увеличивает фон в измеренн х. Продукты распада нейтрона, величииа нейтроиного потока и фон измер ютс  в разное врем  н прн разных услови х. Дл  св зи результатов необходимы мониторные измерени , точное выполнение которых вееьма затруднено. Пейтронный ноток измер етс  тонким детектором н поэтому возникают значительные трудности, св занные с определением толиишы детектора, с определеппем сечеПИЯ взаимодействи  детектора с неитронами н степени его отклонени  от закона -,

где V - скорость нейтронов.

В измерени х трудно определить с высокой точностью величину объема нейтронного газа, из которого отбираютс  продукты распада нейтронов, распределение плотности нейтронов но этому объему.

Перечисленные недостатки существенно усложн ют эксперимент и спижают не только точность, но и надежность измерений периода полураспада нейтронов.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  периода полураспада нейтрона .

Цель достигаетс  тем, что в способе измерени  периода полураспада нейтрона, включающем формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов, регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации, на атомном реакторе формируют импульсы монохроматических нейтронов, пространственный размер которых полностью укладываетс  в объеме устройства, детектирующего продукты распада пейтропа, осуществл ют отделение регистрирующих устройств от активной зоны реактора и зап ищают их от фоновой радиации, снижают интенсивность нейтроцпых импульсов до уровн , необходимого дл  их регистрации детектором, с полным поглощепием падающих на iiero нейтронов, осуществл ют пзмерепи  всех величии одновременно п в одинаковых услови х и ио скорости счета пейтропов регистрирующим устройством определ ют его период полураспада, а дл  калибровки нейтронный пучок по реакции захвата нейтронов в гелий-3 превращает в нротонньп пучок.

Ца фиг. 1 изображена схема эксперпмента , отражающего предлагаемый способ нз .мерени  периода полураспада пейтропа: па фиг. 2 - - результаты пзмерепий, развернутые во времени.

Роторы 1-4 имеют криволинейные ni,eли , синхронно вращаютс  во взвешенном состо нии в магнитном ноле п формируют на атомном реакторе монохроматические пейтронпые импульсы 5, размер которых мепьще устройства 6, детектирующего продукты распада нейтрона. Цосле диафрагмы 7 нейтронные импульсы поступают в neiiтронпый счетчик 8, которым измер ютс  их интенсивность. Диафрагма уменьшает эту интенсивность до уровн , при котором измерение черным пейтропным счетчнком осуществл етс  без просчетов. Неподвижные коллиматоры 9 умепьщают фоп реакторной радиации. Дл  калибровочных измерений объем с гелием-3 помеп1ают нл пути пейтропных импульсов в детектирующем устройстве 6. В нредлагаемом способе измерение числа распадов пейтропов Nр,

числа нейтронов N п фоновой радиации

1 осуществл етс  одновременно, в одинаковых услови х и результаты развертываютс  во времени /. При таком представлении даппых имеетс  возможность видеть те из )1их, которые необходимо вз ть дл  расчета периода иолураспада пейтропа и избежать ошибок, св запных е неполной регистрацией продуктов распада в отдельные моменты времени (наклонные участки в графике N-P, фиг. 2).

Предлагаемый способ измерени  периода полураспада нейтрона дает возможность измерить эту величину наиболее пр мым способом, т. е. с напменьшим количеством поправок и дополнптельпых контрольных измерений.

В предлагаемом способе все величипы (интепспвиость нейтронов, число их распадов , фоп) мер ютс  одновременно и в одинаковых услови х. Отпадает пеобходимость в моииторных измерени х. Измерительна  аппаратура защппдепа от мещающей реакторной радиации и отделена от активной зопы реактора.

В предлагаемом способе измерений не требуетс  определ ть объем нейтроппого 1гучка, из которого извлекаютс  продукты распада пейтропа дл  их регистрации, и пе требуетс  определ ть распределеппе нейтронов в этом объеме.

В предлагаемом способе измерений иптенспвпость пейтронов определ етс  поглоП1аюп .1, детектором п этим устран ютс  все трудности, св за1П1ые с 1еобходимостью знать толщрщу дегектора, сечепие eio взаимодействи  с пейтропами, степень отклонени  этого сечепи  от закона -.

В предлагаемом способе измерений используютс  возможности метода по времепн пролета и это  вл етс  его большим преимуществом и обеспечивает ему иерспективу да.тьпейшсго развити . Влагодар  -ггому методу резул1 таты измерепий развернуты во времени и поэтому просматриваетс  весь ход экспери.мепта. что заметно улучп1ает, i; частпосчИ, возможпос1ь его контрол .

В предлагаемом способе измерений дл  калибровки измереппн используютс  пе сложные протоппые nynjKH плп сс-псточпикп , которые пе вполне пдептичпы протоппому пз,:1учепию, а используютс  те же пейтропные п.мпульсы, которые с помоп1,ыо реакции захвата пейтропов в гелий-3 эффективпо перевод тс  в протоппые импульсы .

Как указывалось, все необходимые даппые дл  расчета периода полураспада пейтрппа пзмер ютс  одповремеппо п поэтому в Л1ПП1Ю с пзмерепп : ;п удобпо пспользовать ЭВМ со Bce.viii вытекающими из этого вы1-одамп. Иснользовапне больших возможпостей предлагаемого способа измереНИИ становитс  тем глубже, чем на более мощном реакторе провод тс  измерени .

Claims (2)

1. Способ измерени  периода иолурасиада иейтроиа, включаюидий формирование на атомном реакторе потока свободных нейтронов , регистрацию его интенсивности, продуктов распада нейтронов и фоновой радиации , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , на атомном реакторе формируют импульс1з1 монохроматических нейтронов, пространственный размер которых полностью укладываетс  в объеме устройства, детектирующего продукты распада нейтрона, осуществл ют отделение регистрирующих устройств

от активной зоны реактора и защищают их от фоновой радиации, снижают интенсивность нейтронных импульсов до уровн , необходимого дл  их регистрации детектором

с полным иогло1цеиием падающих нейтронов , осуи1,ествл ют измерение всех величин одновременно и в одинаковых услови х.

2. Сиособ ио и. 1, отличающийс  тем, что, с целью калибровки, нейтронный

пучок превращают в протонный пучок по реакции захвата нейтронов в гелии-3.

Источники информации, прии тые во внимание при экспертизе

1. А. Н. Snell et al, Phys Rev 74, 1217. 1948.

2. Сосновский Л. Н. и др. Ж ЭТФ: 1012, 1959 (прототип).

la