Дослідження перерізів реакцій 181Та(n, y) з використанням диференційного методу формування апаратурних y-спектрів - Автореферат

Експлуатація ядерних та майбутніх термоядерних енергетичних установок зумовлює присутність потужних радіаційних полів, які формуються при роботі самого реактора і розпаді продуктів поділу, а також внаслідок реакцій синтезу та активації конструкційних матеріалів. Іншою важливою галуззю ядерної фізики є дослідження структури атомних ядер як в основному, так і в збуджених станах, вивчення яких дозволяє отримувати дуже важливу фундаментальну інформацію про перетворення ядер внаслідок ядерних реакцій. В дисертації досліджуються перерізи радіаційного поглинання нейтронів ядрами 181Та. Теоретичні розрахунки перерізів даної реакції мають певні протиріччя, а експериментально переріз цієї реакції до сьогодні було виміряно лише для деяких енергій. З метою розширення діапазону визначення енергетичної залежності як перерізу даної реакції, так і відповідного ізомерного відношення, саме й була обрана як предмет дослідження ця реакція.Розглядаються переваги та недоліки таких аналогових методів корекції ефектів „мертвого” часу та накладень імпульсів, як: метод „живого” часу; метод генератора стабільної амплітуди - додаткового джерела; методи корекції ефектів „мертвого” часу та накладень імпульсів в рамках підходу „лічба без втрат”; запропонований нами аналоговий метод корекції ефектів „мертвого” часу та накладень імпульсів із застосуванням розпаралелювання сигналів. Тобто, якщо зареєстровано N подій, то оцінка N? справжньої кількості подій, які були б зареєстровані вимірювальним трактом без “мертвого” часу, виконується за формулою: де: ni - оцінка кількості подій, втрачених протягом “мертвого” часу при реєстрації i-ї події. Було встановлено, що при вимірюванні нестаціонарних потоків диференційний метод дає можливість відновити швидкість лічби в піці повного поглинання у тих випадках, коли метод “живого” часу призводив до заниження результату на 38%. Для визначення середньої енергії DT-нейтронів було обрано Zr/Nb метод, який є найбільш надійним серед експериментальних методів в діапазоні енергій нейтронів 12?17МЕВ та базується на використанні енергетичної залежності відношення величин перерізів ядерних реакцій 90Zr(n,2n)89(g 0,9377m)Zr та 93Nb(n,2n)92MNB, яке є майже лінійною функцією та досить швидко змінюється з енергією в діапазоні енергій нейтронів 12?17МЕВ. Обробка даних виконувалася в наступній послідовності: з метою врахування ефектів “мертвого” часу виконувалася процедура коригування з використанням запропонованого диференційного методу вимірювання; виконувалася процедура вибору часового проміжку вимірювання, в якому співвідношення площ визначених піків до фону є максимальною; за періодами напіврозпаду виконувалася перевірка відповідності виявлених у спектрі піків g лініям розпаду ядра 182m2Та; виконувалася згортка за часом даних вимірювання з метою отримання енергетичних спектрів; виконувалася обробка гамма-спектрів із застосовуванням програми WINADAMS.З використанням розвиненої в ІЯД НАНУ технології нейтронних інтерференційних фільтрів було вперше експериментально визначено величини перерізу реакції 181Та(n,g)182m2Ta для енергій нейтронів 1,9; 58,7 та 144,5 КЕВ. Вперше експериментально визначено величини перерізу реакції 181Та(n, g)182m2Ta та уточнено величину перерізу реакції 181Та(n, g)182GTA при енергії нейтронів 2,85 МЕВ.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вперше виконано математичне обґрунтування та експериментальне дослідження застосування диференційного підходу для вимірювання великих за величиною та змінних у часі потоків іонізуючого випромінювання. Апаратурно реалізовано диференційний метод корекції кількості втрачених імпульсів внаслідок ефектів “мертвого” часу для не енергодисперсійних та спектрометричних вимірювальних систем.

З використанням розвиненої в ІЯД НАНУ технології нейтронних інтерференційних фільтрів було вперше експериментально визначено величини перерізу реакції 181Та(n,g)182m2Ta для енергій нейтронів 1,9; 58,7 та 144,5 КЕВ.

Вперше експериментально визначено величини перерізу реакції 181Та(n, g)182m2Ta та уточнено величину перерізу реакції 181Та(n, g)182GTA при енергії нейтронів 2,85 МЕВ.

Уточнено величину перерізу реакції 181Та(n, g)182m2Ta при енергії нейтронів 14,34 МЕВ.

З використанням програмного пакету EMPIRE II для обчислення характеристик ядерних реакцій досліджено вплив параметрів ядерних моделей на розрахунки перерізів радіаційного поглинання нейтронів ядром 181Та. Найкраще узгодження з експериментальними даними досягнуто при розрахунку густини рівнів за модифікованою (EMPIREII) моделлю Фермі-газу зі спарюванням, використанні оптичного потенціалу Берсіллона, дипольних радіаційних силових функцій у підходах MLO1 та EGLO, врахуванні г-переходів з мультипольністю ?3.

1. Галушка А.Н., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Сторонский Ю.Б. Некоторые проблемные вопросы прикладной метрологии и пути их решения // Метрология и приборостроение. - 2001. -№1-2. - С. 53-60.

2. Каденко И.Н., Галушка А.Н., Ермоленко Р.В., Крупский Б.И., Сторонский Ю.Б. Дозиметр-радиометр b-g-излучения с расширенным динамическим диапазоном // Приборы и техника эксперимента. - 2001. - №3. - с. 126 - 129. / Kadenko I.N., Galushka A.N., Yermolenko R.V., Krupskii B.I., Storonskii Yu.B. A Combination b-g-Radiometer and Dose-Rate Meter with an Extended Dynamic Range // Instruments and Experimental Techniques. - 2001. - Vol.44, - P. 398-401.

3. Галушка А.Н., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Сторонский Ю.Б. Дифференциальный метод измерения пуассоновских потоков // Метрология и приборостроение. - 2001. -№1-2. - С. 61-68.

4. Plujko V.A., Ezhov S.N., Kavatsyuk M.O., Grebenyuk A.A., Yermolenko R.V. Testing and Improvements of Gamma-Ray Strength Functions for Nuclear Model Calculations // Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 2. -2002. - P. 811-814.

5. Галушка А.М., Каденко І.М., Єрмоленко Р.В. Застосування диференційного підходу для оцінки характеристик пуассонівських потоків // Вісник Київського Університету, Сер. фіз. - мат. наук. -1999.-№3. - С. 369-377.

6. Каденко І.М., Єрмоленко Р.В., Яценко В.О., Бражій О.М. Пристрій звязку аналогово-цифрового перетворювача з персональним компютером // Вісник Київського Університету, Сер. фіз. - мат. наук. - 2002. - №4. - С. 379-385.

7. Каденко І.М., Шевченко В.А., Єрмоленко Р.В. Прилад для розпаралелювання і обробки аналогових сигналів від детекторів ядерного випромінення // Патент України № 50354А, пріоритет від 25.12.2001.

8. Каденко І.М., Шевченко В.А., Єрмоленко Р.В., Геращенко Н.М. Пристрій для аналогового розпаралелювання сигналів у спектрометрах ядерного випромінювання // Вісник Київського університету. Сер. фіз. - мат. наук. - 2004. - №1. - С. 399-405.

9. Каденко І.М., Єрмоленко Р.В., Галушка А.М. Деякі аспекти вимірювань характеристик пуассонівських процесів // Збірник робіт VIII конференції Інституту ядерних досліджень. - 1999.- С. 130-134.

10. Каденко І.М., Єрмоленко Р.В., Галушка А.М. Метод формування радіаційного зображення з покращеними характеристиками // Збірник наукових праць “Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів”. - Київ-Львів. - 2001. - С. 164 - 169.

11. Kadenko I., Galushka A., Yermolenko R. Method for shaping of improved radiation image // Proc. of International Symposium on Nondestructive Testing Contribution to the Infrastructure Safety Systems in the 21st Century. - Brazil, 1999. - P. 37-41.

12. Гребенюк О.А., Єрмоленко Р.В., Каденко І.М. Дослідження ефективності застосування диференційного методу для вимірювання потоків ядерного випромінювання // Thesis of International Conference. International Conference. Dynamical systems modelling and stability investigation. May 22-25, 2001. - P.160.

13. Kadenko I., Yermolenko R., Gritzay O., Libman V. Determination of cross sections for the reaction 181Ta(n, g)182m2Ta at neutron filtered beams. // Book of Abstract 5th Conference on Nuclear and Particle Physics 19-23 Nov. 2005, Cairo, Egypt. - P.44.

Размещено на .ru