Способ измерения интенсивности ядерных делений

 

Изобретение относигся к способам измерения интенсивности ядерных делений (радиационному приборостроению ) , к области контроля содержания и состава депящихся нуклидов в изделиях . Целью изобретения является пот вышение точности и улучшение качест ва определения интенсивности ядерных делений путем более полного использования информации, выделения вклада отдельных групп импульсов при размазьшании фона групп импульсов меньшей кратности. Сущность способа заключается в том, что замедляют и детектируют нейтроны деления в телесном угле 47, измеряют многомерное распределение с мерностью не менее две длительности интервалов между последовательными нейтронными импульсами , отсчет каждой точки при no™ строении многомерного распределения начинают с каждого нейтронного импульса и об интенсивности делений с различным числом мгновенных нейтронов на деление судят по параметрам многомерного распределения. Способ может найти широкое пр1тменение при контроле отходов трансурановых элементов, особенно с разной множественностью нейтронов на акт спонтанного деления, 1 ил. «

СОВа СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (51) 5 < 01 Т 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 23. 12. 90. Бюл. N - 47 (21) 4216753/24-25 (22) 30. 03.87 (72) В.П.Терентьев, E.È.ßêîâëåâ, А.Е„Горюнов, Л.В.Пучкова, В.В.Хахалин и И.В.Бугров (53) 621.387.426(088.8) (56) Deghton 11.0, Theoreti Comparison of the Enhanced Uariance and

Twin-Gate :1е Ьой for Monitoring Plutonium in Waste, *Nucl. Instr. and

lieth. ч.165, Н- 3, 1979, р.589.

Rogers L.A. et а11 A.Passive

Neutrons Counter for Determination

of Transuranics in. High Activity

Samples. IEEE Transactions on Nucl.

Sci. v.NS-3-1, 11 1 1984, р.30. (54)

ЯДЕРНЫХ ДЕЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к спосо-. бам измерения интенсивности ядерных делений (радиационному приборостроению), к области контроля содержания и состава делящихся нуклидов в изделиях. Целью изобретения является по-. вышение точности и улучшение качест" ва определения интенсивности ядерных делений путем более полного использования информации, выделения вклада отдельных групп импульсов при размазывании фона групп импульсов меньшей кратности. Сущность способа заключается в том, что замедляют и детектируют нейтроны деления в телесном угле 4, измеряют многомерное распределение с мерностью не менее две длительности интервалов между последовательными нейтронными импульсами, отсчет каждой точки при построении многомерного распределения начинают с каждого нейтронного импульса и об интенсивности делений с различным числом мгновенных нейтронов на деление судят по парамет. рам многомерного распределения.. Способ может найти широкое применение при контроле отходов трансурановых элементов, особенно с разной множественностью нейтронов на акт спонтанного деления. 1 ил. ((((5((2

Изобретение относится к способам измерения интенсивности ядерных дялений (радиационному приборостроению), к области контроля содержания и состава делящихся ь«уклиддв В образцах.

Цель изобретения - повышение точности и улучшенче качества определениэ« интенсивн0сти ядерных делений пуТеМ 6oJIeF полного использОвания ин-, О фо мации, выделения вклада отдельных групп импульсов при размаэыВании фо на групп импульсов меньшей кратности., На чертеже приведен пример устройства, реализующего предл.;гаемый споСоб.

Способ измерения интенсивности ядерных делений осуществляется следующ««м образом. ""-. .;Ядляют и детяктируют нейтроны деления, в частности 20 от спонтанного деления, в телесном угле Аиэ измеря(ат, ногсмерное распределение длительностей интервалов между последовательными нейтронными имгульсами причем мернОсть pBснр де

ЛЕНИЯ НЕ iIBHee ДВУХ» ОТСЧЕТ КажДОЙ точки при построении многомерного распределения начинают с каждого нейтрРHHOI"О импульса H 06 интенсивнОСти ядерньгх делений с различным числом 30 мгновеннь х нейтронов на деление =удят по параметрам многомерного распределения.

Сущность настоящего способ а а клю чается В следуюем. Для выявления процесса деления на фоне обычно при" сутствУющей ((IJ(! n)-peакции испо«»ь зуятся тот Фактэ что на Одно дел - ние может возникать 2, 3 и т.д. Нейтронов. Будучи замедлены и детекти46 рованы, они дадут пару, тройку и т.д.

Гмпульсов (гру»лп -J им«« -льсов крат иост ю k), расположенных близко ва времени При этом ерерННе расстОяния мяжду (««(п»тль ",а(п«s3 i зуппя Возрас ают и между последними импульсами составляют пример ) / Я (где 3 — постоянная релаксации замедлян««ьг нейтронов в измерительной систе *Ie) ° Всю эту ин формацию можно извлечь с помощью построения многомерного распределения длитяльностяй интярвалог между пОслеДОВЯТЯЛЬНЫМИ НЯЙТРОНИЫМ(Э ИМПуЛЬСЯМИэ

Двумерная распределение строится сле" ду(Ощим Образом Дпительности смежных интярвзлОВ рассматриваются как, KQQp

ДИНЯТЫ ТОЧЯК -g Пло» КОСТИ (С э УС»

JIi iIJHQ дроьумяровав последовательHQ появляющиеся импульсы, первую точку получим, измерив длительности между

BepBbIM и вторым (t() и ВтОрым и тре тьим импульсами (t ) . Вторая точка будет определя ть ся длительностью между вторым и третьим (t, ) и третьим и четвертым (t ) импульсами и т.д. В реэ льтате все группы импульсов дадут

Вклад В распределение v(L(с ) так что потери статистики не происходит.

Аналогично можно построить 3-, 4-мерное и т.д. распределение. Так как вероятность появления группы и(ячул сов с кратностью k пропорциональна с (Я вЂ” эффективность регистрации), то, вероятно, (2-5)-мерное распределение удовлетворит любую практическую потребность. При этом одновременно мо= гут быть Выделенц все группы импуль.ов с кратностями, I«e превосходящими (ш+!), где m - мерность распределенияо

Аппаратурно измерение многомерного распоеделения может быть осущестВлено путем измерения с помощью генератора тактовой частоты длительностей:интервалов между последовательно поступающими импульсами и дальнейшей числовой обработки с помощью ЗВМ.

Типичные времена релаксации для водородсодержащей замедляющей систе- . мы I/3 - 80 — 100 мкс-, поэтому тактовая частота может быть Выбрана порядка 1 ИГц, Принципиальная блок-схема прибора для измерения двумерного распределения изображена на чертеже. Импульсы с блока детектирования 1 поступают

На циклический счетчик состояний 2, состояния которого обоэначечы 2.02,4, Исходное состояние счетчика 2.0.

Первый импульс с блока детектирования перебраcbmaeт счетчик в состояние 2l, вторсй — В состояние 2.2, третий — в 2.3, четвертьп": — в 2.чэ а пятый Возвращает в состояние 2.I.

ИМПУЛЬСЫ» СООтВЕтСтВУЮЩИЕ ПЕРЕХОДУ из одного состояния в другое, явля" ются старт-стоповыми иы«ульсами для адресных счетчиков 3, 4, 5э 6, на счетный вход которых подаются импульсы с кварцевого генератора 7 с так" товой частотой 250 КГцэ что соответстВУет HHTePBGJIj 4 МКс межДУ TGKTQB ЫМИ ИМП УЛЬ С аМИ э

Кмкость счетчиков 3-6 выбрана рав ной 0-99е Таким Образом, максимальнО

1445421

50 измеряемое время между импульсами, поступающими с блока детектирования, составляет 100 ° 4 = 400 мкс. При превышении этого времени в счетчике сохраняется число 99. Дна счета, последовательно набранные в первом 3 и втором 4 адресном счетчике, составляют адрес Лт, чта соответствует координатам,, t< в двумерном распределении, па которым при переходе циклического счетчика из второго в третье состояние добавляется 1,Анало-гично, адрес А образован счетами, набранными в третьем 5 и четвертом 6 адресном счетчиках.

Использование двух пар счетчиков позволяет избежать потерь информации при считывании адреса в ЭВМ 8. После считывания адреса и добавления по нему 1, соответствующие пара счетчиков сбрасывается, и процесс набора информации продолжается, В настоящее время проведен расчет методом Монте-Карло плотности двумерного распределения 11 в точке, соответствующей нулевому адресу (О»-

4 мкс) для двух случаев: в первом случае с датчика поступают в секунду 100 единичных и 10 групп парных импульсов, во втором случае к ним прибавляется I группа из трех импульсов. Единичные импульсы и первые импульсы групп образуют независимые пуассоновские потоки. Положение импульсов в парах и тройках определяет4 ся постоянной релаксации 1т = 10 с

B первом случае иэ-за случайных совпадений единичных и парных импульсов

M(0,0)= 0,3 мс, ва втором — иэ-за добавки тройных импульсов W(0,0)=

2,0 мс, т ° е. в 6,5 раз больше, хотя полная интенсивность импульсов

-t изменилась всего са 120 до 123 с т.е. на 2,5%.!

Интенсивность отдельных групп может быть оценена разными способами.

Например., двумерное распределение

W (й,t ) имеет следующий характер. т м

Относительно слабо меняющееся распределение вдали ст осей координат обу" словлено единичными импульсами. Вбли, зи осей координат происходит резкое повышение И, обусловленное парными импульсами. Еще более резкий рост наблюдается в начале координат — он обусловлен тройными импульсами.

В ттриведеннам выше примере фон случайных совпадений единичных и парных импульсов намного ттеньше эффекта от тройных импульсов (0,3 пратив 2,0 мс ) и в первом приближении вообще может не учитываться. Следующее па точности приближение включает экстрапаляцию фатта парных импульсов вдоль осей координат со зна-l - t чений t, Ъ, tz -,7 к нулю и вьтчитание e ro . Акала гтттнс определяется интенсивность парных импульсов (число импульсов в области распределения вдоль осей координат), либо пренебрегая фаном единичных импульсов, либо экстраполируя этот фон к осям из области вдали ат осей координат. Импульсы, оставшиеся после определения тройных и парных импульсов, относятся к единичным.

Как видна иэ этих рассу -,цений и приведетьного примера, возможность определения интенсивности тройных HMпульсов на фоне двойных улучтттается (1 на фоне 10 имп/с в известном способе и 2,0 на фоне 0..3 мс по плотности распределения в настоящем способе), чта приводит к уточнению отношения интенсивттсстей парных и тройных импульсов, и к"-.к следствие, пслучению более точной информации о качестве делений, которое характеризуется распределениеьт числа нейтронов на акт деления, и уменьшен гю погрешности иэмереьти", Отнашеттия интенсивностей групп импульсов с разной кратностью можно использовать для разделения вклада известных нуклидав.

В принципе могут быть разработаны более сложные математические меiсoды, которые могут даже составить предмет специальной математической теории.

В любом случае процедура абработ" ки может сопровождаться предварительной градуировкай установки.

Настоящий способ может найти широкое применение при контроле отходов трансурановых элементов, особенно с разной множественностью нейтранон HB акт спонтанного деления, таких, как плутоний, кюрий, калифарний. Может найти применение -.àêæå при измерении саморазиножения на быстрых нейтронах. формула изобретения

Способ измерения интенсивности ядерных делений, включающий замедлеl44542l

Составитель И.Данилов

Техред ц. ходанич Корректор Л.Патай (Редактор К Месропова

Заказ «433) :Тираж 353 . Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий (13035 Иоскна, Ж-35, Раушская наб,, д 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 ние и детектирование нейтронов делейия в телесном угле 4Т, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и улучшения качества определения интенсинности ядерных делений, измеряют многомерное с мер:костью не менее днух распределение длительностей интервалов между последоватальными нейтронными нмпульсамн, отсчет каждой точки при построении многомерного распределения начинают с каждого нейтронного импулььса и об интенсивностях делений с различным числом мгновейных нейтронов на деление судят по параметрам многомерного распределения .