Измерение раздельных откликов временных совпадений нейтронов и гамма-квантов калифорниевого источника в контейнерах со свинцовой и водной защитами - Дипломная работа

Глава 1. Описание установки скорости счета совпадений частиц деления 1.1 Особенности работы с установкой счета совпадений Схема измерительной установки Источник внешнего облучения установки Детекторы, используемые для измерений 1.2 Описание методики цифрового разделения нейтронов и фотонов деления Описание программы первичного сбора и обработки данных Описание программы счета временных совпадений 1.3 Краткое описание математического аппарата счета нейтронных совпадений 1.4 Выводы Глава 2. Описание эксперимента 2.1 Описание эксперимента с водной защитой 2.2 Описание эксперимента с изменением толщины свинцовой защиты 2.3 Выводы Глава 3. Результаты эксперимента и их обработка 3.1 Сравнение временных распределений скорости счета совпадений различного типа для свинцовой и водной защиты 3.2 Сравнение скоростей счета совпадений в зависимости от толщины водной или свинцовой защиты 3.3 Выводы Заключение Литература Приложение Аннотация В работе рассмотрена возможность создания промышленной установки счета совпадений нейтронов и фотонов различных кратностей, способной в режиме on-line (измерение не более 1000 секунд) определить эффективную массу 240Pu в ЯМ, находящегося в контейнере с водной или свинцовой защитами различной толщины. В результате выполнения работы были решены следующие задачи: · ознакомление с аппаратурой и методикой цифрового разделения нейтронов и гамма-квантов; · измерение счета совпадений нейтронов и гамма-квантов 252Cf, находящегося в водной и свинцовой защитах различных толщин; · сравнение дифференциальных временных распределений скоростей счета совпадений и анализ зависимостей скоростей счета от толщины водной или свинцовой защит; · определение толщины свинца, при которой измерения сводятся к счету нейтронных совпадений различных кратностей; · проведение оценки временных затрат на проведение эксперимента. Обозначения и сокращения АЦП - аналого-цифровой преобразователь ДМ - делящийся материал НИЯУ МИФИ - Национальный исследовательский ядерный университет Московский инженерно-физический институт НРА - неразрушающий анализ ПО - программное обеспечение ПР - параметр разделения РА - разрушающий анализ РФА - рентген - флуоресцентный анализ ФЭУ - фотоэлектронный умножитель ЯМ - ядерный материал Введение Задача определения содержания делящихся материалов (ДМ) в изделиях ядерной энергетики практически стоит на большинстве стадий их изготовления и обращения с ними. Основные принципы работы этих установок состоят в следующем: · образец ДМ помещают в полость, окруженную счетчиками, помещенными в водородосодержащий замедлитель нейтронов; · регистрируют временные совпадения импульсов, создаваемые частицами, испускаемыми при спонтанном делении; · определяют эффективную массу 240Pu - это такая масса 240Pu, который дал бы тот же отклик двойных совпадений, что и полученный от всех четных изотопов в фактической пробе: 240Pueff = 2.52238Pu 240Pu 1.68242Pu (1) Затем используют гамма-спектроскопию высокого разрешения, масс-спектроскопию или иную информацию установки, чтобы получить изотопный состав плутония, что позволяет подсчитать полную массу плутония в образце из эффективной массы 240Pu: TotalPu = 240Pueff / (2.52 f238 f240 1.68 f242) (2) совпадение нейтрон фотон свинцовый где f238, f240 и f242 - фракции присутствующих в пробе изотопов плутония. Рассмотрим конструктивные особенности одной из таких установок счета нейтронных совпадений, эксплуатируемой Министерством энергетики США (рис.