Способ регистрации средней энергии и плотности потока направленного ионизирующего излучения — SU 963388 (original) (raw)

нт ссср) ОПИСАН К АВТОРСКОМУ союз совктскихсоциллистичкских гкагосиьиствкннок плткнтнвкдомство ссср госдлтк(4) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СРЕДНЕЙ ЭНЕРГИИ И ПЛОТНОСТИ ПОТОКА НАПРАВЛЕННОГО ИОНИЗИРЯОЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ .Изобретение предназначено для регистрации направленного ионизирующего излучения. Наиболее эффективно оно можетбыть использовано при излучении спектрально-временных характеристик импульсных полей.Известен способ определенля среднейэнергии нейтронов двумя интегральнымидетекторами: Я и Ро вэкранеиз бора-Отолщиной 1,1 г/см, По результатам измере 2ний флюенсов нейтронов детекторами Фпэи Фпо,оо 1 соответственно средняя энергиянейтронов Е определяется по формуле Е =- фп )3=7,4 г -+О,З,и )З 2Виру того, что показания детекторов Яи Рц не зависят от угла падения излучения, оазаес невозожым выделитьнаправленную составляощу 1 о плотностипотока нейтронов, к тому же способ но может быть применен для токовых детекторов ввиду отсутствия последних с высокой( МэВ) пороговой энергией регистрациинейтронов,Известен таже способ определенияфлюенса нейтронов с энергией выше 0,1МэВ тремя детекторами, например 5Ир И РО 2, В ЭКраНЕ ИЗ бОратОЛщИНОй1,8 г/см, По показаниям детекторов флю 2енса нейтронов с энергией выше 0,1 МэВ(Фпо,1) вычисляется по формуле7, 2 ЗВ2 ЗВОэф рогде В р 2 зв - скорость реакции в детекторе , 2 ЗВ,оф рР - эффективное сечение деления Ро(определяется по ОтношениО скоростей реакции в детекторах Кр и Б на237 Основании расчетной эмпирической зависимости),Этот способ также не может быть осуществлен на токовых детекторах ввиду отсутствия таковых с пороговой энергией регистрации нейтронов выше 3 МэВ и воин того, что детекторами Рц 2 з, Кр и я239 237 нельзя выделить направленнуо составляющую плотности потока нейтронов, поскольку показания детекторов изотропны по углу падения на них излучения,Наиболее близким по технической сущности является способ регистрации средней энергии и плотности потока направленного ионизирующего измерь ия, заключающийся в ом, что детектоо помещают в исследуемое поле излучения и определяют отношение сигналов от детекторов в каждый момент времени, При этом предполагают, что в каждый момент временираспределение электронов по энергиямпредставляет собой монолинио с энергиейЕ, что приемлемо для установок типаНеггпез , на которых Осуществлен данный10способ.Недостатком описанного способа является заведомое предположение, что энергетическое распределение электронов вкаждый момент времени представляет собой монолинио. Для нейтронов это предположение несправедливо, за исключениемслучая, когда нейтроны разделены по энергиям достатсчно большой пролетной базой.Другим недостатком известного способа яв 20 ляется использование при обработке результатов двух отношений показаний трехдетекторов, что снижает точность оп ределения энергии,Целью изобретения является обеспечение изменений импульсного излучения и еговременно-энергетических характеристик;средней энергии и плотности ионизирующего излучения, распределенного по энергиям произвольным образом.Поставленная цель достигается тем, чтопри способе регистрации средней энергиии гглотности потока направленного иойизирующего излучения, заключающемся в том,что детекторы помещают в исследуемое поле излучения и определяют отношение сигналов от детекторов в каждый моментвремени, берут два детектора, чувствительность от энергии излучения одного из40 которых не зависит ни от энергии излучения, ни от угла его падения на детектор, ачувствительность От энергии излучения второго детектора пропорциональна энергииизлучения и зависит от угла его падения"5 ф на детектор. причем функция угловой зависимости Е(ф) такова, что6 (/) = -(ф+ 7 т), и определяют среднюю энергию Есг и плотность потокаййг (+) направленного излучения по фор- муламгде ои К - постоянные характеристики 1-гои 2-го детекторов соответственно; дъ Ги) = д Г 1 Г) - 12 ГсЯ/дф) тах,(6) отношение сигналов 5 где Гбг ность по Ув О излучен ф) тора 3 Ядетектора на переднем фронте развития импульса излучения;3г(ф) - сигналы 1-го и 2-го детекторов соответственно,Предложенный способ измерения средней энергии и плотности направленного излучения может быть осуществлен, например. для излучения нейтронов импульсных ядерных реакторов с помощью двух детекторов: вакуумной камеры деления (ВКД) а,радиатором Рц в экране В и детектора с водородосодержащим рассеивателем (ДВР). Энергетическая чувствительность ВКД на энергетическом диапазоне функции распределения нейтронов по энергиям для ядерных реакторов представима с точностью не ниже 6 кон- стантой и об 1 г(т) - средняя энергия и плоттока направленного излучения;) - плотность потока рассеянного- ток первого и второго детекlф(с) = пи означает, что отно 5 шение тмаксима сти пото днем фро ОДейс ков двух детект ьной скоростй н а импульсного и нте развития им твительно, плотн ооов, беретс врастания и злучения (на пульса излучая плотнос при тно ереия). потелесный тока излучени Й в направлении Ипредставима в в с эффективной пороговой энергией Ел 0 р. Сигнал ВКД практически не зависит от угла падения излучения на детектор, Энергетическая чувствительность ДВР на энергетическом диапазоне функции распределения нейтронов по энергиям для ядерных реакторов пропорциональна энергии нейтронов 3 при соответствующем выборе толщины по- лиэтиленового рассеивателя и выражается формулой где д - функция Дирака;О -в й- единичный вектор Прав аспределе И - ед направленн Пусть б еского рас рассеянногоничный вектого излученияю(Е) и 13(1 Л) - ф ространения излучения, и кции эн правле иЕ=1. р(Е) = КЕф(ф), (2) 40 где (пос ональностиектора); ти чувствидения излуа 1 г(т) согласно Сигнал первого детекормуле 1 равен ована акс БО . Ьг(Е)б ЕСигнал второго детектора согласно 2 ра4) вен 1 (Е) 0 = с 003 ( К - коэффициент пропорциоянная характеристика детф(ф) - функция зависимосости детектора от угла паФричем функция (ф) нормимуму на единицу и такова4(ф) = - 4(ф+л)1 дальнейшем параметр еляются по следующим Фю 9) (;)+дну ьОтношение сигналов При условии малой длительности нарастания фронта импульсного излучения по сравнению с временем релаксации излуче ния, что имеет место, например, для быстрых нейтронов импульсных ядерных реакторов в момент развития импульса излучения, а точнее в момент максимальной скоростинарастания плотности потока из лучения ( р(1) = п)ах), вкладом рассеянноо излучения в пол ную плотность потока момсно пренебречь, При этом формула 9 принимает вид Отсюда(56) Нгяур О,Я. ес а 1. Юч Яс 1.1 пвт 27, 3,(10) 153 (1956) В/а 11 сег 1,Ч. Е 1 ес 1оп Веагп апд Наэ 1) Х 45 гау 01 а 9 позт 1 сз.1 ЕЕЕ Теапз оп йс 15 с 1 ЧЧЯ 17, М, р. 284, 1970, Е):11 Г Формула изобретенияСПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СРЕДНЕЙ ЗНЕРГИИ И ПЛОТНОСТИ ПОТОКА НАПРАВЛЕННОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в том, что детекторы помещают в исследуемое поле излучения и определя)от отношение сигналов от детекторов в каждый момент времени, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерений импульсного излучения и его временно-энергетических характеристик - средней энергии и плотности потока излучения, распределенного по энергиям произвольным образом, беру)Ис (1-) (1 Е + К Р:. (т) . Й(М)При условии независимости от времени Й 1 г (что имеет место для излучения ядерных реакторов), подставляя формулу 10 в выражение 8, получаем выражение для 12 Щ 1)Представляя формулу 11 и формулу 7получим Предложенный способ регистрации средней энергии, плотности потока направленного излучения, а также плотности потока рассеянного излучения по сравнению с наилучшими образцами аналогичных способов позволяет измерять временно энергетические характеристики импульсных полей нейтронного излучения ядерных реакторов, используя при этом блок регистрации, содержит два токовых детектора. Реализация предложенного способа обеспечивает измерение временно-энергетических характеристик направленного излучения и временной зависимости плотности потока рассеянного излучения. Становится возможным автоматизация процесса обработки результатов измерений и получения характеристик поля излучения, что позволяет сократить трудозатраты - на 15;ь при массовых измерениях на ядерных реакторах. два детектора, чувствительность от энергии излучения одного из которых не зависит ни от энергии излучения, ни от угла его падения на детектор., а чувствительность от энергии излучения второго детектора пропорциональна энергии излучения и зависит от угла его падения ) на детектор, причем функция угловой зависимости такова, что (у = - сф+т), и определяют среднюю энергию Еси плотность потока оаг(1) направленного излучения по форму- лам10 963388- аах; Составитель И.ТерешкинРедактор О,Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор С.Лисйна Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3349 Производств,нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Едг -Рдг(т) =) / Дт) = пзэх,3) 30где о К - постоянные характеристики 1-го и2-го детекторов соответственно;- -у рд) = вах - отношение сигна,) 1 Г 11Лг(т)лов детекторов на переднем фронте Бразвития импульса излучения;3 ф) и )2(т) - сигналы 1-го и 2-го детекторов соответственно.

Смотреть

Способ регистрации средней энергии и плотности потока направленного ионизирующего излучения