Teoretické základy a matematické modelování tepelných neutronových konvertorů na bázi gadolinových fólií

Původní název:

Theoretical Basis and Mathematical Modeling of the Thermal Neutron Converters Based on Gadolinium Foils

Obsah knihy:

Konvertory neutronového záření hrají rozhodující roli při vývoji detektorů tohoto záření. Určují základní vlastnosti detektorů: účinnost registrace, energii, časové a prostorové rozlišení.

Mezi polovodičové konvertory se řadí zejména gadolinium a jeho 157 izotopů, které mají abnormálně vysoký průřez interakce s tepelnými neutrony. Účinnost konvertorů je součinem tří proměnných. Jedná se o následující: (1) pravděpodobnosti záchytu tepelných neutronů jádrem; (2) pravděpodobnosti vzniku sekundárních nabitých částic, v našem případě vnitřní konverze a Augerových elektronů; (3) pravděpodobnosti úniku vzniklých elektronů z materiálu konvertoru.

Modelové výpočty účinnosti registrace tepelných neutronů fóliovými konvertory z přírodního gadolinia a jeho 157 popsaného izotopu. Zkoumány procesy absorpce neutronů v materiálu konvertoru a pravděpodobnost úniku sekundárních elektronů. Výpočet provedený pro konvertory o různých tloušťkách a další parametry konvertorů.

Byly vybrány nejoptimálnější tloušťky konvertorů. Byl proveden odhad příspěvku rentgenového záření a nízkoenergetických kvant gama absorbovaných přímo v konvertoru a z toho vyplývajícího výskytu sekundárních elektronů. V případě zohlednění příspěvku elektronů tvořených rentgenovými kvanty se účinnost trochu zvýší, ale jejich příspěvek není větší než 1 %.

Jsou uvedeny výpočty komplexních konvertorů představujících dvě tenké gadoliniové fólie umístěné po obou stranách nosných kaptonových fólií a komplexních konvertorů představujících sadu tenkých fólií vrtaných s jemným krokem umístěných nad sebou v jednom objemu plynu. (Nova)