Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТЕЙ ПОТОКОВ НЕЙТРОНОВ И МОЩНОСТИ ЭКВИВАЛЕНТА ДОЗЫ НЕЙТРОНОВ ПРИБОРОМ МКС-01



 

Используя универсальный прибор МКС-01 можно оценить мощность эффективной дозы нейтронов спектра деления двумя способами:

- по измерению плотностей потоков нейтронов различных энергетических групп;

- по непосредственному измерению мощности эквивалента дозы нейтронов.

Все используемые в настоящее время дозиметры-радиометры нейтронов для оперативных измерений основаны на одном и том же физическом принципе – регистрации плотности потока тепловых нейтронов в центре полиэтиленового замедлителя, т.е. используется только один детектор – измеряющий плотность потока тепловых нейтронов. Чтобы измерить другие физические величины – плотность потока быстрых и промежуточных нейтронов, мощность эквивалента дозы нейтронов, нужно к этому же детектору тепловых нейтронов добавлять различные замедлители.

Наиболее просто регистрировать тепловые нейтроны по реакции 10В + n = 7Li + a + Q, где Q - энергия реакции. При этом регистрируются заряженные продукты реакции - a-частица и ядро 7Li, имеющие небольшой пробег в чувствительном объеме детектора и теряющие в нем большое количество энергии (несколько мегаэлектронвольт). Обычно используют газовые детекторы, содержащие газ ВF3, или покрытые бором поверхности внутри газового промежутка, а также сцинтилляционные детекторы, имеющие бор в составе сцинтиллятора. На рисунке 2.5 детектор тепловых нейтронов изображен в виде цилиндрической трубки.

Если окружить детектор тепловых нейтронов (рис. 2.5) сферическим замедлителем диаметром ~ 15 см (этот замедлитель называется внутренним), быстрые и промежуточные нейтроны, пройдя это расстояние, замедлятся до тепловой энергии. Если этот сферический замедлитель покрыть слоем кадмия (для поглощения тепловых нейтронов), то показания детектора тепловых нейтронов будут пропорциональны плотности потока быстрых и промежуточных нейтронов.

Таким образом, измерив плотности потоков тепловых (детектор без замедлителя), быстрых и промежуточных нейтронов (детектор с внутренним замедлителем), можно оценить мощность эффективной дозы нейтронов в точке расположения детектора по формуле (2.6). Так, если используется источник 252Cf, энергетический диапазон которого разбит, например, на пять частей, мощность эффективной дозы будет равна

, (2.7)

где jт – плотность потока тепловых нейтронов, нейтр./(см2×с); dт – дозовый коэффициент для тепловых нейтронов, Зв×см2 (табл. 2.2); jб+пр – плотность потока быстрых и промежуточных нейтронов, нейтр./(см2×с); hi – вклад нейтронов i-го энергетического промежутка в общий спектр нейтронов деления, отн. ед. (табл. 2.1); d( ) – дозовый коэффициент для перевода плотности потока нейтронов с энергией в мощность эффективной дозы (табл. 2.2, средние энергии энергетических промежутков для 252Cf представлены в табл. 2.1).

Как известно, непосредственное измерение эффективной дозы невозможно. Но, если окружить небольшой детектор тепловых нейтронов замедляюще-поглощающим веществом, можно подобрать размеры, форму и состав замедлителя таким образом, чтобы показания прибора были пропорциональны значению эффективной дозы (в геометрии ПЗ) в широком диапазоне энергий первичных нейтронов. Применяемый в лабораторной работе дозиметр-радиометр МКС-01 именно так и устроен. Зависимость чувствительности дозиметра МКС-01[17] от энергии нейтронов в диапазоне энергий 10 кэВ – 10 МэВ приведена на рис. 2.5, из которого видно, что в этом диапазоне энергий показания дозиметра практически совпадают со значениями эффективной дозы, вычисленными для передне-задней геометрии. При меньших энергиях нейтронов показания МКС-01 резко падают из-за наличия поглотителя тепловых нейтронов – слоя кадмия внутри замедлителя. При энергиях, больших 4 МэВ, начинается резкое уменьшение показаний прибора МКС-01 и при 10 МэВ они становятся меньше, чем эффективная доза в изотропной геометрии Е(ИЗО). Подобное уменьшение показаний связано с небольшими размерами замедлителя по сравнению с размерами антропоморфного фантома.

Таким образом, в диапазоне 10 кэВ – 4 МэВ показания МКС-01 вполне можно принимать за значения эффективной дозы в геометрии облучения ПЗ. Реальная же доза нейтронов в организме человека формируется протонами, тяжелыми ядрами отдачи, продуктами ядерных реакций с выходом заряженных частиц и фотонами радиационного захвата. Поэтому применение детектора, регистрирующего только тепловые нейтроны, очевидно, не может быть полностью адекватно всем указанным процессам.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.