Допустимая масса делящегося нуклида зависит от мертвого времени КД

Камера деления (КД)

Пример

R = 5 см, h = 1 мм n = 150 об/сек (9000 об/мин), l < 8 м (избежать рецикличности

п = 2n= 300 вспышек/с, Dt_всп=h/wR = 21 мкс.

v_гр ⁼ 2400 м/с, (0,03 эВ), 0,03 < E < 0,4 эВ.

Dt/l = 2,6 мкс/м, DЕ/Е = 1% при Е = 0,03 эВ и около 4,5% при Е = 0,4 эВ.

ИБР -2

Механическая модуляция реактивности с помощью подвижного отражателя (ПО). Подвижный отражатель является сложной механической системой, с общей массой до 60 т, обеспечивающей надежную работу двух частей, определяющих модуляцию реактивности: основной подвижный отражатель (ОПО) и дополнительный подвижный отражатель (ДПО). Роторы ОПО и ДПО вращаются в противоположных направлениях с разными скоростями. В момент совмещения обоих отражателей у зоны реактора генерируется импульс мощности.

Задача 6. При длительности вспышки 245 мкс оценить энергетическое разрешение расстоянии 1000 м от реактора для нейтронов с энергией 1эВ, 1кэВ и 1МэВ соответственно

Пригоден для медленных нейтронов, для промежуточных и быстрых – подсветка пучком электронов из ЛИУ.

Реально работают на гораздо более короткой базе с механическим селектором.

Принципиальные характеристики реактора ИБР-2
Максимальная тепловая мощность, МВт
Пиковая мощность в импульсе, МВт
Частота импульсов, Гц
Полуширина быстрого нейтронного импульса, мксек
Теплоноситель	жидкий натрий
Тип топлива, масса	PuO2, 82.5кг
Плотность потока тепловых нейтронов с поверхности замедлителя: усредненная по времени максимум в импульсе	1013 н/см²•сек 1016 н/см²c

Example of a measurement of the ¹⁸¹Ta(n,γ) neutron capture reaction performed with a six times 351 segmented liquid scintillator detector located at the

60 m flight path using both the IBR-30 (lower panel) and IREN (upper panel) neutron source.

Метод ВП для быстрых нейтронов на ускорителях

Быстрые нейтроны из мишеней ускорителей – импульсные электростатические генераторы – ⁷Li(p,n)⁷Be (Q = -1,65МэВ), T(p,n)³He (Q = -0.764МэВ), T(d,n)⁴He (Q = 17.59 МэВ); лучше – изохронные циклотроны на 100 МэВ и реакцию ⁹Be(d,n)

(до ускорителя)

при E =4 кэВ, d = 1см, Dy = 0.2 см, T = 310^-7c, (n_вч = 3 МГц), V₀ = 1кВ, l₁ = 4см, l₂ = 5 см Þ Dt = 3 10^-9с.

Для увеличения интенсивности – группировка пучка в процессе ускорения или сжатие с помощью магнитных полей.

Старт отклоняющим импульсом, от сцинтилляционного детектора заряженных частиц – D(d,n) ³He/

Регистрация нейтронов. При Dt_анал = 10^-9с нужны органические или газовые сцинтилляторы. При n_вч = 3 МГц вероятность регистрации за импульс << 1.

Расчёт эксперимента со стохастическим источником по измерению полного сечения МВП

Цель – измерение s_t(E) =S_t(E) по пропусканию в узком пучке F/F₀ = e^-Sx с образцом и без.

Желательный интервал энергий (см. рис.)

Цель оценок: A_max, h, N, (E_max-E_min)

Отсечка времени по спонтанному делению. Особенность вероятностный характер источника и по моменту деления и по числу нейтронов при делении.

²⁵²Cf (T_1/2 по делению = 85 лет, по альфа-распаду -2,68 года) n=3,8, c(E) =constE^1/2exp(- E_МэВ/1,5) Þ <E> @ 2,1 МэВ; Q_f = l_FN_Am/A =

= 0.710⁶ дел/с×мкг, Q_n =2.310⁶н/с×мкг, Q_a = 22 a/с×мкг.

Камера деления - это специальная модификация ионизационной камеры, предназначенная для регистрации нейтронов по осколкам деления, образующихся при реакции деления (n,f) на ядрах, делящихся как тепловыми, так и быстрыми нейтронами. На плоские электроды такой камеры наносят слой делящегося вещества толщина которого может быть как несколько больше, так и много меньше пробега осколков деления (порядка 6 мг/см²).

Для увеличения эффективности камеры деления желательно ввести в нее как можно больше делящегося вещества. С этой целью в камеру помещают несколько электродов, разделенных газовыми промежутками. Например, в стальном цилиндрическом корпусе на изоляторах укрепляют друг под другом диски из алюминия с нанесенным на них слоем делящегося вещества. Диски соединяют через один, в результате чего получают систему последовательных плоских ионизационных камер. Через вакуумные изоляторы к электродам камеры подводят высокое напряжение. Средний пробег в аргоне - наполнителе КД, при давлении 1 атм около 3 см. При работе КД в импульсном режиме при зазоре между электродами 0,5 см амплитуда импульса равна 1,610^-19* 8010⁶/30*10^-10)(0,5/3) = 7 мВ, мёртвое время T⁺ = d²/mU = 10^-4 c.

КД можно регистрировать нейтроны при плотности потока в интервале от 10 до 10⁵ нейтрон/см²с при фоне γ-излучения до 10¹⁰ квант/см²с.

Делящиеся изотопы α-активны. Наличие α-активности определяет физический предел количества делящегося вещества, которое можно ввести в камеру деления. При большом количестве делящегося вещества в камере его α-активность становится настолько большой, что в камере деления регистрируется одновременно несколько α-частиц. Происходит наложение ионизационных эффектов от этих α-частиц, в результате чего на нагрузочном сопротивлении возникает суммарный импульс, амплитуда которого сравнима с амплитудой импульса от осколка деления. При большом числе таких α-наложений измерение нейтронов становится невозможным. Эффект α-наложений проявляется в камерах с радионуклидами ²³³U, ²³⁵U и ²³⁹Pu.

· ²³⁹Pu Q_a = 610²³*0,6910^-3/ 2,3910²*2,410⁴3,1710⁷ =2.310⁷ a/с*мг

· ²³⁵U Q_a = 7,910²a/с*мг

· ²³⁸U Q_a = 1,210²a/с*мг

Соотношение V_F/V_a = E_F/E_a = 30 (при R_F/R_a @ 0,5).