talk: Использование нейтронного генератора НГ-150 в

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НГ-150 (ИЯФ АН РУ, Г.
ТАШКЕНТ) В АНАЛИЗЕ ВЕЩЕСТВ И ОПРЕДЕЛЕНИИ ТОЛЩИНЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Бажажин Алексей Геннадьевич
ЛФВЭ им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, ОИЯИ
[email protected]
Нейтронный генератор НГ-150 Института Ядерной Физики АН Республики
Узбекистан (ИЯФ АН РУ, Ташкент) - установка, позволяющая проводить широкий круг
научно-технических исследований в области ядерной, радиационной физики и
элементного анализа с использованием потоков быстрых нейтронов.
Нейтронный генератор НГ-150 разработки НИИЭФА, Санкт-Петербург
представляет собой ускоритель типа Кокрофта-Уолтона, который при взаимодействии
ускоренных до 150 кэВ ионов дейтерия с твёрдой тритиевой мишенью (TiT1.5-1.8)
генерирует нейтроны с энергией ~ 14 МэВ и выходом до 1011 н/с в 4π при
монохроматичности не хуже 100 кэВ FWHM (реакция T(d,n)4He). При замене тритиевой
мишени на дейтериевую по реакции D(d,n)3He генерируются нейтроны с энергией
около 2.5 МэВ при выходе нейтронов ~ на два порядка ниже, чем в первой реакции.
На базе НГ-150 создана уникальная установка для on-line анализа образцов
различного типа на содержание и определение профилей концентрации всех изотопов
водорода и гелия в приповерхностных слоях с использованием полупроводникового ∆ЕЕ - метода регистрации и идентификации. Для активационного анализа имеется гаммаспектрометр на базе HP Ge- детектора с эффективностью 25% и сцинтилляционный
спектрометр совпадений. Для анализа короткоживущих радионуклидов смонтирована
пневмопочта для подачи образцов после облучения в измерительную установку.
Основными приложениями нейтронного генератора НГ-150 являются:
- нейтронно-активационный анализ на быстрых нейтронах с энергией 14 МэВ
(AAFN - Activation Analysis on Fast Neutrons), основанный на использовании пороговых
ядерных реакций (n,p), (n,d) и (n,2n) с последующим временным и амплитудным
анализом γ-спектров от активированных проб. В тех случаях, когда периоды
полураспада активируемых для анализа радиоизотопов малы, и транспортировка
облучённого образца в позицию измерений невозможна, содержание элементов
определяется методом регистрации «мгновенного» γ-излучения ядерных реакций
(PIGE - Particle Induced Gamma-ray Emission), при этом измеряются спектры γ-квантов
от пробы непосредственно в процессе её облучения потоком быстрых нейтронов;
- определение содержания и профиля концентрации водорода и гелия в различных
матрицах методом рассеяния быстрых нейтронов (NERD - Neutron-induced Elastic
Recoil Detection), который базируется на измерении спектров энергии ядер отдачи
легчайших изотопов водорода и гелия, которые выбиваются из образцов быстрыми
нейтронами с энергией 14 МэВ, при этом потеря первоначальной энергии ядра отдачи
после вылета из образца позволяет недеструктивным способом определить глубину
залегания в приповерхностных слоях толщиной до нескольких сотен микрон;
- метод определения толщины чувствительного слоя и энергетического
разрешения полупроводниковых детекторов заряженных частиц, который основан
на взаимодействии монохроматических нейтронов с материалом детекторов и
предполагают наличие "реперных" детекторов с известными характеристиками.