PowerPoint 95kB

1. ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО
РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ ЯДРАМИ В
ОБРАТНОЙ ГЕОМЕТРИИ.
2. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ n-n-РАССЕЯНИЯ.
3. ИЗМЕРЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ МАССЫ
НЕЙТРОНА
Схемы экспериментов
РЕЗОНАНСНОЕ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ В ОБРАТНОЙ
ГЕОМЕТРИИ
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1. При измерениях упругого рассеяния нейтронов ядрами в прямой геометрии
необходимо поместить в нейтронный пучек на пролетном расстоянии L исследуемый
тонкий образец площадью S. Вне пучка с геометрической и регистрационной
эффективностями Ώ и ε помещается детектор резонансных нейтронов. Нейтронный
поток источника I(E). Тогда скорость счета полезных событий:
Nnn = InSΩέn/L22π,
έn <<έγ,
Ω=0.1
(стандартное значение)
Главным требованием является то, чтобы эффективность регистрации нейтронов была
в 1000-10000 раз выше эффективности регистрации гамма-квантов радиационного
захвата (сечение радиационного захвата значительно больше сечения рассеивания и
число гамма-квантов на захваченный нейтрон больше 1).
2. При измерениях в обратной геометрии образец помещается вблизи максимальной
плотности нейтронного потока (по расчетам поток в 500 раз выше ) и рассеянные
нейтроны анализируются по времени пролета в геометрии измерения пропускания
нейтронов образцом. В этом случае все гамма-кванты радиационного захвата (а в случае
исследования делящихся ядер и гамма-кванты и быстрые нейтроны деления)
испускаются за время сброса протонного пучка на мишень и не являются фоном для
измерения эффекта.
N1nn = 500InSέ1n/2πL2 ,
έ1n>έn
Эффективность регистрации нейтронов в прямом пучке может быть выше и нет
высоких требований по чувствительности к регистрации гамма-квантов.
В результате чувствительность метода обратной геометрии существенно возрастает:
(N1nn/Nnn) = 500έ1n/Ωέn >5•10 3
ИЗМЕРЕНИЕ N-N РАССЕЯНИЯ
Импульсная плотность нейтронов в мишени Iip = 1.5*1017 n/Iip
Выход нейтронов с поверхности замедлителя, углубленного в
вольфрамовую мишень, Nm = 4.1*10 15 n/Iip
Выход тепловых нейтронов для толщины замедлителя 6 см
Ithi = 1.7*1015 n/IpiS,
Плотность нейтронного потока на пролетном расстоянии L=10м
Npith = 1.7*109 n/cm2Iipth а эффект n-n-рассеяния = (Npith)2*36*10 –24/4*2.2*105
= 10-6 / cm3*Ipithи для объема n-n взаимодействия V = 3300 cm3, эффект
составит 3*10-3 /Ipith и по оценкам можно ожидать 1-5 событий в час.
При регистрации совпадений от двух нейтронов можно ожидать от 0.05 до
0.25 регистраций полезных событий в час.
Фон остаточного газа (давление 10-7) в 5-8 раз меньше и при
разрешающем времени схемы совпадений 100 мкс (определяется временем
движения тепловых нейтронов к детекторам) сводится до
уровня случайных совпадений, которые по оценкам составят не более
10-2 от величины эффекта.
ИЗМЕРЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ МАССЫ НЕЙТРОНА
На пролетном расстоянии L в вертикальном канале для нейтронов с
энергией ниже тепловой в гравитационном поле Земли время пролета
связано с энергией (скоростью) соотношением L = V*t –gt2/2,
А для горизонтального канала это соотношение L = V*t
Для нейтронов одинаковой энергии с ростом t (или уменьшением энергии)
разница во времени пролета расстояния L увеличивается.
Так для тепловой энергии она составляет около 120 нс при L=10 м.
По оценкам будет возможно, по-видимому, измерить для более низких
энергий это смещение с точностью лучше 0.1%.
• ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ПОСТАНОВКИ ПРЕДЛОЖЕННЫХ
ЭКСПЕРИМЕНТОВ В НАСТОЯЩЕЕ
ВРЕМЯ ПРОРАБАТЫВАЮТСЯ