ПРИМЕНЕНИЕ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ НЕЙТРОНОВ В РАДИАЦИОННЫХ МОНИТОРАХ ПРИ ЗАМЕНЕ ГЕЛИЕВЫХ СЧЕТЧИКОВ

Е. В. Рябева, В. В. Кадилин, В. А. Идалов

Аннотация


Цель работы — анализ применения детектирующих материалов в радиационных мониторах, а также замены широко используемых нейтронных счетчиков на основе 3He на сцинтилляционные технологии регистрации нейтронного излучения. Замена гелиевых счетчиков является следствием двух факторов: недостатка 3Не и широкого использования счетчиков на основе 3Не в установках по безопасности, таких, как объемные детекторы нейтронного излучения. В работе применены критерии выбора, по которым могут быть оценены перспективные технологии, а именно высокая абсолютная эффективность регистрации нейтронов — эффективность не ниже 1,5 отсчета в 1 с при регистрации 1 нг 252Cf на расстоянии 2 м в замедлителе толщиной 20 мм и низкая чувствительность к регистрации γ-излучения — эффективность регистрации γ-квантов не выше 10–6 при облучении γ-источником 0,1 мкЗв/ч. В настоящее время сцинтилляционные детекторы предлагаются в качестве альтернативы гелиевым счетчикам, так как могут иметь большую чувствительную площадь и высокое разрешение. Но необходимо найти оптимальный сцинтиллятор, имеющий одновременно низкую чувствительность к γ-излучению, а также выбрать оптимальный метод съема информации. С позиций предлагаемых задач рассмотрены перспективные технологии регистрации нейтронов на основе стекол Li2OSiO2:Ce3+, LiF/ZnS(Ag+), Li6Gd(BO3)3:Ce, Cs2LiYCl6(Ce) (CLYC) и допированного бором пластика EJ-254. Рис. 4, табл. 1, список лит. 17 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Rich G., Kazkaz K., Martinez N., Gushue T. Fabrication and characterization of a lithium-glass-based composite neutron detector. — Nucl. Instrum. Meth. in Phys. Res., 2015, v. A794, p. 15—24.

McMillan J., Marsden E. Neutron detector for security application john. — In: 19th Intern. Workshop on Vertex Detectors VERTEX21010. UK, 2010, код 140182.

Kouzes R., Ely J., Erikson L. e.a. Neutron detection alternative for 3He for national security application. — Nucl. Instrum. Meth. in Phys. Res., 2010, v. A623, № 3, р. 1035—1045.

Neutron Detectors. Alternatives to Using Helium-3. USA, GAO-11-753, 2011.

Glodo J., Higgins W., Loef E. e.a. Scintillation properties of 1 inch Cs2LiYCl6:Ce crystals. — IEEE Trans. Nucl. Sci., 2008, v. 55, № 3, p. 1206—1209.

Glodo J., Loef E., Hawrami R. e.a. Selected properties of Cs2LiYCl6, Cs2LiLaCl6, and Cs2LiLaYBr6 scintillators. — Ibid., 2011, v. 58, № 1, p. 333—338.

Зайцев Е.И., Иванов А.И., Усманов Р.Р. и др. Сцинтилляционный нейтронный детектор. Патент РФ № 2488142 от 20 июня 2012 г.

Марин В.Н., Садыков Р.А., Трунов Д.Н. и др. Новый тип сцинтилляционных детекторов тепловых нейтронов на основе ZnS(Ag)/LiF и лавинных фотодиодов. — Письма в ЖТФ, 2015, т. 41, вып. 18, с. 96—101.

Седунова Н.А., Иванов В.Ю., Чурманов В.Н. и др. Люминесцентные свойста сцинтилляционных волоконных детекторов нейтронов. — Изв. вузов, Физика, 2011, № 1/3, с. 212.

Fu Z., Fan Yang, Shangke Pan, Ming Qi. Neutron detection properties of Li6Y(BO3)3:Ce crystal. — Rad. Measur., 2015, v. 72, № 1, p. 39—43.

Eijik C., Besseiere A., Dorenbos P. Inorganic thermalneutron scintillators. — Nucl. Instrum. Meth. in Phys. Res., 2004, v. A529, p. 260—267.

Grinhoven V., Kouzes R., Stephens R. Alternative Neutron Detection Technology for Homeland Security. PNNL-18471, 2009.

Kouzes R., Ely J., Lintereur A., Stephens D. Neutron Detector Gamma Intensivity Criteria. PNNL-18903, 2009.

Kouzes R. The 3He Supply Problem. PNNL-18388, 2009.

Williamson M. Multivarriate Optimization of Neutron Detectors Through Modeling. Ph. D Dis. University of Tennessee, 2010.

Knoll G. Radiation Detection and Measurement. 4rd Ed. US: John Wiley and Sons Ltd, 2010.

Абрамов А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат, 1977.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.