Vnořený neutronový spektrometr - Nested neutron spectrometer

Složky vnořeného neutronového spektrometru. Ve směru hodinových ručiček zleva vlevo: předzesilovač (bílá skříňka), moderátorské válce (bílá vložka), MCA (šedá skříňka), proporcionální počítadlo a stojan He-3 (kovová vložka), počítač pro sběr dat (žlutá) a různé kabely (červená a šedá).

Vnořený neutronový spektrometr (NNS) je nástroj použit pro neutronovou spektroskopii . NNS se používá k měření energetického spektra neutronů v neutronovém poli. Tento typ detektoru se pro účely radiační ochrany používá jak ve výzkumných zařízeních (pro charakterizaci neutronových polí), tak na pracovištích, kde by mohlo docházet k neutronovému záření . Vzhledem k obtížím spojeným s detekcí neutronů je NNS jedním z mála zařízení schopných přesně určit charakteristiky neutronového pole.

Principy činnosti

NNS pracuje na stejném principu jako neutronový spektrometr Bonnerovy koule . Citlivou částí spektrometru je proporcionální počítač Helium-3 , který detekuje neutrony reakcí 3 He (n, p) 3 H. Tato konkrétní reakce má významný průřez pouze při tepelných neutronových energiích. Aby bylo možné detekovat neutrony s vyšší energií, musí být jejich energie snížena nebo „zmírněna“. Ke zpomalení neutronů při vyšších energiích používá NNS různá množství polyethylenu s vysokou hustotou (HDPE). Proporcionální čítač He-3 je obklopen různým množstvím HDPE pro vzorkování různých energetických oblastí neutronového pole. Standardní NNS má sedm HDPE válců, které jsou vnořeny společně, podobně jako ruské hnízdící panenky, pro měření neutronů s vyšší a vyšší energií.

Proporcionální čítač He-3 stojící vedle kovového stojanu.
Sedm standardních HDPE hnízdících válců, které tvoří moderující sestavu vnořeného neutronového spektrometru. (Všimněte si, že víka válců jsou zapnutá.)
Sedm standardních HDPE hnízdících válců, které tvoří moderující sestavu vnořeného neutronového spektrometru. (Všimněte si, že válce nemají nasazená víčka.)

Ukázková neutronová spektra

Níže jsou uvedena spektra dvou standardních kalibračních zdrojů měřených NNS. Naměřená spektra (modrá) se porovnávají se standardními spektry ISO (červená). Obě měření byla provedena v zařízení NIST s nízkým rozptylem ve Washingtonu, DC.

Vnořená neutronová spektrometrická měření neutronového zdroje AmBe. Srovnání se standardním spektrem ISO.
Vnořená neutronová spektrometrická měření zdroje neutronů holého zdroje Cf. Srovnání se standardním spektrem ISO.

Reference