Многопроволочный позиционно-чувствительный детектор нейтронов с двумя слоями бора-10

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан многопроволочный позиционно-чувствительный детектор нейтронов с двумя слоями из бора-10, предназначенный для регистрации как тепловых, так и быстрых нейтронов. Чувствительные размеры детектора для измерения двух координат нейтрона составляют 50 × 50 мм. Его характеристики приведены в сравнении с параметрами детектора 100 × 100 мм, построенного и используемого нами ранее в измерениях пространственного распределения нейтронного потока. Плоскопараллельная конструкция нового детектора имеет симметричную структуру относительно проволочного анода и включает в себя также две промежуточные сетки и два катода из параллельных проволок с шагом 2 мм и две кремниевые подложки с нанесенными на них слоями из бора-10 толщиной по 0.003 мм. Геометрия детектора, состав и давление рабочего газа подобраны так, чтобы обеспечить поглощение вторичной альфа-частицы из реакции с тепловым нейтроном в половине толщины газовой среды детектора. Координаты нейтрона определены из измеренных величин амплитуд ионизационных потерь вторичных ядер. Ожидаемая эффективность детектора к тепловым нейтронам составляет около 5%. Детектор можно применять в установках малоуглового и дифракционного рассеяния в физике конденсированного состояния.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. И. Поташев

Институт ядерных исследований РАН; Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312; Москва, 119991

А. А. Афонин

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

Ю. М. Бурмистров

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

А. И. Драчев

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

А. А. Каспаров

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

С. Х. Караевский

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

И. В. Мешков

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 119991

В. Н. Пономарев

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

В. И. Разин

Институт ядерных исследований РАН

Email: potashev@inr.ru
Россия, Москва, 117312

Список литературы

  1. Аксенов В.Л., Балагуров А.М. // УФН. 1996. Т. 166. № 9. С. 955. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0166.199609e.0955
  2. Кузнецов С.П., Мешков И.В., Садыков Р.А., Литвин В.С., Лапушкин Ю.А., Алексеев А.А., Коптелов Э.А. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2013. Т. 40. № 9. С. 3. https://www.doi.org/10.3103/S1068335613090017
  3. Grigoriev S.V., Potapova N.M., Moskvin E.V., Dyadkin V.A., Dewhurst Ch., Maleyev S.V. // JETP Lett. 2014. V. 100. № 3. P. 238. https://www.doi.org/10.7868/S0370274X14150132
  4. Jiang X.-F., Zhou J.-R., Luo H., Xiao L., Zhou X.-J., Xu H., Xia Y.-G., Wu X.-G., Zhu L., Yang W.-Q., Yang G.-A., Guan B.-J., Zhang H.-Y., Zhao Y.-B., Sun Z.-J., Chen Y.-B. // Nucl. Sci. Tech. 2022. V. 33. № 7. P. 89. https://www.doi.org/10.1007/s41365-022-01067-1
  5. Андреев В.А., Ганжа Г.А., Иванов Е.А., Ильин Д.С., Коваленко С.Н., Колхидашвили М.Р., Крившич А.Г., Надточий А.В., Рунов В.В., Соловей В.А., Шабанов Г.Д. // ФТТ. 2010. Т. 52. № 5. С. 964.
  6. Белушкин А.В., Богдзель А.А., Журавлев В.В., Кутузов С.А., Левчановский Ф.В., Литвиненко Е.И., Че Л.Е., Пантелеев Ц.Ц., Приходько В.И., Черников А.Н., Чураков А.В., Швецов В.Н. // ФТТ. 2010. Т. 52. № 5. С. 961.
  7. Kampmann R., Marmotti M., Haese-Seiller M., Kudryashov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2004. V. 529. P. 342.
  8. Jin W., Muhlbauer S., Bender P., Liu Y., Demirdis S., Fu Z., Xiao Y., Nandi Sh., Cao G.-H., Su Y., Bruckel T. // Phys. Rev. B. 2022. V. 105. № 18. P. L180504. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.105.L180504
  9. Aksenov V.L., Balagurov A.M., Kozlenko D.P. // Phys. Part. Nuclei. 2016. V. 47. № 4. P. 627. https://www.doi.org/10.1134/S106377961604002X
  10. Uno S., Uchida T., Sekimoto M., Murakami T., Miyama K., Shoji M., Nakano E., Koike T., Morita K., Satoh H., Kamiyama T., Kiyanagi Y. // Phys. Procedia. 2012. V. 26. P. 142. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2012.03.019
  11. Kohli M., Allmendinger F., Haubler W., Schroder T., Klein M., Meven M., Shmidt U. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 828. P. 242. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2016.05.014
  12. Zhou J., Xiu Q., Zhou X., Zhou J., Ma L., Schmidt C.J., Klein M., Xia Yu., Zhu G., Huang Ch., Sun G., Hu B., Sun Zh., Chen Yu. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2020. V. 953. P. 163051. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2019.163051
  13. Potashev S.I., Drachev A.I., Burmistrov Yu.M., Karaevsky S.Kh., Kasparov A.A., Ponomarev V.N., Solodukhov G.V. // EPJ Web Conf. 2020. V. 231. P. 05010. https://doi.org/10.1051/epjconf/202023105010
  14. Поташев С.И., Бурмистров Ю.М., Конобеевский Е.С., Мешков И.В., Зуев С.В., Марин В.Н. // Поверхность. Рентген., синхротрон. нейтрон. исслед. 2021. Т. 10. C. 108. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021100162
  15. Поташев С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И., Зуев С.В., Караевский С.Х., Каспаров А.А., Конобеевский Е.С., Мешков И.В., Пономарев В.Н., Разин В.И., Солодухов Г.В. // Известия РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 4. С. 532. https://www.doi.org/10.31857/S0367676520040225
  16. Поташев С.И., Каспаров А.А., Пономарев В.Н. // Известия РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 9. С. 1304. https://www.doi.org/10.31857/S0367676522090241
  17. Мешков И.В., Поташев С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И., Зуев С.В., Караевский С.Х., Каспаров А.А., Конобеевский Е.С., Кузнецов С.П., Марин В.Н., Пономарев В.Н., Солодухов Г.В. // Известия РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 4. С. 497. https://www.doi.org/10.31857/S0367676520040195
  18. Каспаров А.А., Поташев С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И. // Известия РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 5. С. 694. https://www.doi.org/10.31857/S0367676521050124
  19. Патент 2788834 (РФ). Позиционно-чувствительный детектор медленных и быстрых нейтронов. / Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН). Поташев С.И., Драчев А.И., Каспаров А.А., Бурмистров Ю.М. // 2023.
  20. Гюльханданьян О.М., Джилкибаев Р.М., Радченко О.М., Штраних И.В. Электроника пропорциональных камер с аналоговым съемом информации. Препринт П-0237. Москва: ИЯИ РАН, 1982.
  21. Патент № 2634330 (РФ). Фотонейтронный источник. / Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН). Андреев А.В., Бурмистров Ю.М., Зуев С.В., Конобеевский Е.С., Латышева Л.Н., Мордовской М.В., Пономарев В.Н., Солодухов Г.В., Соболевский Н.М // 2017.
  22. Karaevsky S.Kh., Potashev S.I., Drachev A.I., Burmistrov Yu.M. // Phys. Atom. Nuclei. 2019. V. 82. № 12. P. 1686. https://www.doi.org/10.1134/S1063778819120147

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Устройство позиционно-чувствительного детектора: 1 — первый слой конвертера из бора-10 на кремниевой подложке; 2 — второй слой конвертера из бора-10 на кремниевой подложке; 3 — рамка с анодными проволочками с базовым высоким напряжением питания; 4 — рамка с проволочками для измерения координаты X1; 5 — рамка с проволочками для измерения координаты Y1; 6 — рамка с проволочками для измерения координаты X2; 7 — рамка с проволочками для измерения координаты Y2; 8 — прокладочные шайбы; 9 — основание герметичного корпуса; 10 — крышка герметичного корпуса.

Скачать (165KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Измеренное детектором размером 100 × 100 мм распределение потока нейтронов N на расстоянии 3 м от бериллиевой мишени из канала с маской из кадмия с тремя отверстиями диаметром 2 мм, расположенными на одной линии и находящимися на расстоянии 20 мм друг от друга.

Скачать (86KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Измеренное детектором 100 × 100 мм распределение потока нейтронов N на расстоянии 3 м от бериллиевой мишени из канала фотонейтронного источника.

Скачать (89KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость эффективности 10B-детектора от максимальной энергии нейтронов источника.

Скачать (45KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Ожидаемое расчетное координатное распределение нейтронов N для детектора размером 50 × 50 мм по осям X (а) и Y (б). Сплошные кривые — аппроксимация с помощью распределения Гаусса, штриховая кривая — аппроксимация с помощью распределения Больцмана.

Скачать (85KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».