Пристрій для визначення флюенса теплових нейтронів

Пристрій для визначення флюенса теплових нейтронів на основі сполук Li2B4O7 , який відрізня 3 3693 4 нену іншими видами радіаційного винаприклад, a- та b-частинок (Э.Л.Виноград, промінювання. Ю.Т.Выдай, Л.Б.За гарий и др.. - Функциональные материалы. -1994 - T.1, N2 - P. 152), то і цей тверНа кресленні зображена схема пропонованого пристрою для визначення флюенса теплових нейдотільний детектор теплових нейтронів не позбавтронів, де 1 - відполірована з обох сторін лений похибки при наявності інших типів, особлициліндрична пластина з монокристалу 6Li210 B 4O7 во a- і b- радіаційного випромінювання. (товщиною 1см і діаметром 30мм), 2 В основу корисної моделі поставлено завданвідполірована з обох сторін циліндрична пластина ня удосконалити пристрій для визначення флюенз монокристалу 7Li211B4 O7 (товщиною 1см і са теплових нейтронів шляхом використання сподіаметром 30мм), 3 - світлопроводи, 4 - детектори луки Li2B4O7 у вигляді пари монокристалів з різним світла (фотоелектронні помножувачі або тверізотопним складом, що дозволить уникнути внедотільні УФ фотодіоди на ZnS-Se (C.W.Law, сення похибки іншими видами радіації. K.S.Lai, I.K.Sou, G.K.L.Wong. - Optical Materials. Поставлене завдання вирішується так, що в 2003. -v.23, N1-2. - P.21-26), 5 - блок живлення пристрої для визначення флюенса теплових нейтдетекторів світла, 6 - блок реєстрації і обробки ронів на основі сполуки Li2B4O7 використано споелектричних сигналів від детекторів світла. луку Li2B 4O7 вигляді двох вирощених монокристаВиготовлення пристрою для реєстрації флюлів, по різному збагачених ізотопами 6Li, 7Li, 10В і 11 енса теплових нейтронів полягає в наступному. В: 1-й монокристал збагачений до рівня 95Синтезують сполуки 6Li210 B4O7 і 7Li211B4 O7 з карбо96ат.% ізотопом 6Lі і 97-98ат.% ізотопом 10В 6 10 нату літію і борної кислоти відповідних ізотопних ( Lі2 B 4О7) і 2-й монокристал збагачений до рівня складів методом твердофазного синтезу. Межі 95-96ат.% ізотопом 7Lі та 99-99,3ат %. ізотопом 11В рівня ізотопного збагачення вибрані з технічно (7Lі211B 4О7). доступних можливостей. Монокристали 6Li210 B 4O7 і Відомо, що для детектування теплових ней7 Li211B 4O7 вирощують з розтопу методом Чохральтронів застосовуються ядерні реакції: ського (Р.Лодиз, Р.Паркер - Рост кристаллов. 6 +3 Li + no ® 3 H +1 + 4 He +2 + 4,5MeB, E a = 192MeB, 6 Li(n, a ) , , «Мир», М. 1974). З отриманих монокристалів 6Li210 чи B4O7 і 7Li211B4 O7 вирізають робочі пластини 10 + 5 o 7 +3 4 +2 10 B + n ® Li + He + 2,8MeB, Ea = 178MeB, , B(n,a ), розміром, що визначається детектором світла. що відбуваються після захоплення теплового нейНаприклад, у випадку використання фотоелектрона ядром 6Li чи 10B. тронного помножувача ФЕП-39 - діаметр пластини Через те, що обидва ізотопи 6Li і 10B знахо30мм, а товщина до 1см. Дві протилежні робочі дяться у вузлах кристалічної ґратки монокристала поверхні кожної з пластин шліфують і полірують до Li2B4O7, реєстрація випадку ядерної реакції 6Lі (n, оптичної якості. Кожну з робочих пластин монокристалів 6Li210 B4O 7 і 7Li211B4 O7 однією з a) чи 10В (n, a) відбувається через збудження електронної системи кристалічної ґратки монокристаполірованих поверхонь, із забезпеченням оптичнола шляхом передачі їй кінетичної енергії продуктів го контакту, приклеюють до поверхонь окремих реєструючи х світло пристроїв, або до поверхні ядерної реакції: a-частинок і ядер віддачі, з настувідповідних світлопроводів (якщо підвищена темпним висвічуванням (сцинтиляцією). пература чи інші фактори, вимагають віддалення Висока чутливість до теплових нейтронів такодетекторів світла). Після під'єднання обидвох дего пристрою забезпечується високими значеннями текторів світла в протилежній полярності до апаs - поперечного перерізу захоплення теплових ратури, що реєструватиме різницю електричних нейтронів ядрами 6Lі чи 10В (для ядер 6Lі s=900 10 сигналів від цих детекторів світла, пристрій готобарн, а для ядер В s=4000 барн), значною густивий до реєстрації флюенса теплових нейтронів. ною ядер 6Lі (1,7.1022см -3) і 10В (3,5.1022см -3) в крисПроцес визначення флюенса теплових нейталічній гратці Li2B4O7 і відсутністю поглинання та тронів відбувається так: готовий пристрій розтарозсіювання світла монокристалом в області люшовують в радіаційному полі, де передбачають мінесцентного випромінювання - 365нм. наявність теплових нейтронів. Спалахи світла, Відомо також, що ядра ізотопів 7Lі і 11В пракспричинені тепловими нейтронами в монокритично не взаємодіють з тепловими нейтронами, 7 сталічній пластині (1) 6Li210 B4 O7 ядерними речерез що монокристал Li2B4O7не може детектуваакціями 6Lі (n, a) чи 10В (n, a) , перетворюються за ти теплові нейтрони. А сцинтиляції під дією інших допомогою детектора світла в електричні сигнали, видів радіації в монокристалах Li2B4O7 можуть які можна реєструвати. Випромінювання світла в виникати тільки за прямим ударним механізмом, і обох пластинах (1) 6Li210 B4 O7 і (2) 7Li211B4 O7, і, тому не залежать від ізотопного складу. Отже, відповідно, електричні сигнали з обох детекторів чутливість обох монокристалів - 7Li210 B4 O7 і 7 11 світла, спричинені потоком інших, крім теплових Li2 B 4O7 до a -, b-, g - та інших типів винейтронів, видів випромінювання ( a -, b-, g - ) бупромінювання буде практично однакова, тобто не дуть практично однаковими і, будучи подані на залежатиме від ізотопного складу. реєструючий блок в протилежній полярності, Авторами вперше запропоновано одночасно взаємно компенсуються. В результаті сумарний використати два вирощені монокристали 6Li210 сигнал від обох детекторів світла буде проB4O7 і 7Li211B 4O 7 для виготовлення пристрою для порційним тільки флюенсу теплових нейтронів. визначення флюенса теплових нейтронів, що дозволяє звести практично до нуля похибку, спричи [ [ ] ] 5 Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський 3693 6 Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601