<<
>>

Концепция построения спектрометра-дозиметра нейтронного излучения реального времени

В практике измерений нейтронных полей и нейтронной дозиметрии следует выделить всего два различных вида измерений: измерение интегральной плотности нейтронного потока (во всём диапазоне энергий) и измерение энергетического спектра нейтронного потока (т. е. распределения его плотности на различных участках энергетического диапазона). По ним уже должны вычисляться все дозо- вые характеристики. Однако, ввиду отсутствия детекторов с постоянной чувстви­тельностью к нейтронам любых энергий и интегральную плотность потока, и дозо- вые величины (мощность поглощённой или эквивалентной дозы) можно корректно определить лишь с использованием спектрометрических измерений.

Если же ис­пользован радиометрический метод измерения, то и при измерении плотности нейтронного излучения и, тем более, при измерении мощности поглощённой или эквивалентной дозы будет возникать дополнительная энергетическая погрешность, если спектр измеряемого нейтронного излучения существенно отличается от спек­тра излучения того образцового источника, по которому производилась градуи­ровка прибора. И эта погрешность может в десятки раз превышать паспортную по­грешность этого прибора. От этой погрешности можно избавиться, только исполь­зуя спектрометрический метод измерений. Это ещё один важный аргумент в пользу создания нейтронного спектрометра-дозиметра реального времени. В диапазоне энергий от сотых долей эВ до 15-20 МэВ, с которым приходится иметь дело в ядер- ной энергетике и практических измерениях, чувствительность используемых на практике нейтронных детекторов может меняться на три-четыре порядка. Отсюда понятна зависимость показаний приборов, измеряющих интегральную плотность потока нейтронов от его энергетического спектра. Таким образом, к спектрометри­ческому методу измерений необходимо переходить и при измерениях интеграль­ной плотности нейтронных потоков, и в дозиметрии.

Но измерение энергетического спектра нейтронного излучения имеет огром­ную важность и само по себе. Энергетические спектры нейтронных полей в зонах обслуживания ядерных реакторов необходимо знать для предотвращения аварий­ных ситуаций и обеспечения радиационной безопасности персонала. Их необхо­димо знать для контроля наиболее важных технологических процессов ядерного топливного цикла, начиная с добычи и обогащения урановых руд, и кончая захоро­нением отработанного ядерного топлива и радиоактивных отходов. Кроме того, нейтроны различных энергий являются одним из наиболее эффективных инстру­ментов в ядерно-физических исследованиях, а также находят важные применения на практике (примером может служить нейтронный каротаж в геологической раз­ведке).

Концепция построения нейтронного спектрометра-дозиметра реального вре­мени, для которого создаётся многодетекторный блок детектирования, состоит в совместной вычислительной обработке сигналов от многодетекторного блока де­тектирования, состоящего из оптимально подобранного набора детекторов с селек­тивной чувствительностью в различных областях энергетического спектра нейтро­нов, совместно перекрывающих весь энергетический диапазон измеряемых нейтронных потоков, с использованием заранее обученной на представительной выборке нейтронных спектров разнообразной формы от различных источников нейронной сети [38-44].

Для решения этой задачи необходимо иметь возможность получения нейтронных детекторов с различными спектральными характеристиками и опти­мальным образом подобрать комбинацию таких детекторов для блока детектиро­вания по их спектральным чувствительностям. Однако производители нейтронных детекторов не приводят информации об их спектральной чувствительности, по­скольку для её измерения необходимо располагать либо источником моноэнерге- тического нейтронного излучения с плавно регулируемой энергией во всём иссле­дуемом диапазоне, либо широкодиапазонным спектрометром нейтронного излуче­ния. Ни того, ни другого пока нет. Поэтому необходимо разрабатывать собствен­

ную методику и средства для экспериментального исследования спектральных ха­рактеристик нейтронных детекторов или получать эти зависимости расчётным пу­тём, но с экспериментальной проверкой хотя бы в нескольких реперных точках. Расчётные методы широко используются в ядерной физике при проектировании различных ядерно-физических установок, включая и энергетические ядерные реак­торы. Однако при использовании их для проектирования измерительных приборов всё равно необходимо подтвердить достоверность расчётов экспериментально. На экспериментальном методе должно базироваться и метрологическое обеспечение промышленных спектрометров нейтронного излучения, без которого промышлен­ный выпуск любых измерительных средств невозможен. Поэтому одной из задач данной работы является разработка прототипной испытательной установки для со­здания опорных нейтронных полей с различной формой энергетических спектров от одного первичного источника нейтронов. В дальнейшем эта установка должна послужить основой для разработки промышленной образцовой поверочной уста­новки нейтронной спектрометрии [50]. Эти же опорные нейтронные поля с разно­образными по форме и точно известными спектрами должны использоваться и для поверки нейтронных радиометров и дозиметров, базирующихся на радиометриче­ском методе измерений, для определения их энергетических погрешностей. В дан­ной же работе эти опорные нейтронные поля используются для эксперименталь­ного исследования спектральных характеристик нейтронных детекторов. Следова­тельно, необходимо разрабатывать собственную методику по их созданию и опре­делению их спектров. В данной работе исследуются пути решения всех вышеука­занных проблем.

1.6

<< | >>
Источник: ЛОГВИНОВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОДЕТЕКТОРНОГО НЕЙТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА-ДОЗИМЕТРА. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Курск, 2019. 2019

Еще по теме Концепция построения спектрометра-дозиметра нейтронного излучения реального времени:

  1. ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЙТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА-ДОЗИ­МЕТРА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ И ПОДБОР ДЕТЕКТОРОВ ДЛЯ МНОГОДЕТЕКТОРНОГО БЛОКА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ
  2. Основные методы спектрометрии нейтронного излучения
  3. ЛОГВИНОВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОДЕТЕКТОРНОГО НЕЙТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА-ДОЗИМЕТРА. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Курск, 2019, 2019
  4. Особенности детектирования нейтронного излучения
  5. Выбор энергетических интервалов, для которых определяются усреднённые значения спектральной плотности нейтронного излучения
  6. ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
  7. 4.3.3 Определение спектральной чувствительности нейтронных детекторов с низкой чувствительностью к тепловым нейтронам
  8. Методы расчёта спектральных характеристик нейтронных детекторов
  9. ГЛАВЕ 4 ФОРМИРОВАНИЕ ОПОРНЫХ НЕЙТРОННЫХ ПОЛЕЙ С РАЗНООБРАЗНОЙ ФОРМОЙ СПЕКТРОВ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ
  10. Исследование способов создания опорных нейтронных полей с различной формой энергетических спектров
  11. Первичные источники нейтронов
  12. Основные виды нейтронных детекторов
  13. Базовые спектры нейтронных потоков для формирования обучающей и проверочной выборок
  14. Энергетические спектральные характеристики нейтронных детекторов и активационных индикаторов
  15. Способы получения сцинтилляционных нейтронных детекторов с различными спектральными характеристиками
  16. ГЛАВА 2 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ С РАЗНООБРАЗНЫМИ СПЕКТРАЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
  17. Предлагаемый метод экспериментального измерения спектральных характеристик нейтронных детекторов
  18. СОДЕРЖАНИЕ
  19. Формулировка целей и задач исследования
  20. Постановка задачи