Лабораторна робота №2а
«Дослідження взаємодії швидких нейтронів з детекторами на основі органічних сцинтиляторів»
Мета роботи
Метою роботи являється дослідження взаємодії швидких нейтронів з детекторами на основі органічних сцинтиляторів (в даній роботі стильбену) та визначення виходу DD-нейтронів (тобто нейтронів, що генеруються в реакції D(d,n) на нейтронному генераторі НГ-200).
Для виконання лабораторної роботи попередньо ознайомитися з описом Лабораторна робота №12 «Однокристальний сцинтиляційний спектрометр». Всі вимоги, наведені в цьому описі потрібно виконувати.
Ознайомитися з розташуванням в експериментальному залі (кімн. 18а) нейтронного генератора НГ-200, сцинтиляційного детектору, допоміжних електронних приладів, з’єднувальних кабелів. Виміряти відстань від джерела нейтронів до детектору L (в см), і кут вильоту нейтронів a з мішені по відношенню до пучка дейтронів. Отримати апаратурні спектри при опроміненні DD-нейтронами сцинтиляційного детектора (однокристального спектрометра на основі кристалу стильбену):· Спектр для випадку, коли нейтрони рухаються паралельно осі симетрії циліндричного кристалу.
· Спектр для випадку, коли нейтрони рухаються перпендикулярно осі симетрії циліндричного кристалу.
З використанням набору g-джерел ОСГИ провести процедуру калібрування сцинтиляційного детектора по енергії (енергії електронів). Провести калібровку для обох випадків розташування детектора з ФЕП:· Отримати декілька апаратурних спектрів при опроміненні g-квантами з різними енергіями.
· Визначити положення краю комптонівських розподілів з використанням підгонки та наближеної функції відгуку детектора.
Визначити роздільну здатність спектрометра нейтронів виходячи з аналізу апаратурних спектрів нейтронів для випадку коли нейтрони рухаються паралельно осі симетрії циліндричного кристалу. Підгонку проводити з використанням наближеної функції відгуку детектора. З використанням залежності світловиходу від енергії для електронів і протонів визначити енергію нейтронів. Виходячи із кінематики реакції і енергії дейтронів розрахувати енергію нейтронів. Порівняти результати, отримані експериментальним і розрахунковим шляхом. Проаналізувати фактори, що можуть вплинути на розбіжності в отриманих результатах. Використовуючи експериментально отриманий спектр нейтронів та наближену геометрію експерименту і ефективність детектора визначити вихід DD-нейтронів. Побудувати 3-вимірний графік залежності En=En(Ed,q) у діапазоні енергій дейтронів Ed =20 кеВ – 2 МеВ. Оформити звіт з лабораторної роботи згідно вимог (МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ «ВЗАЄМОДІЯ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ З РЕЧОВИНОЮ» ДЛЯ СТУДЕНТІВ КАФЕДРИ ЯДЕРНОЇ ФІЗИКИ ФІЗИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ 2007) Визначити роздільну здатність детектора по енергії в області енергій нейтронів 2,5 МеВ для обох геометрій опромінення. Розрахувати методом Монте-Карло (використовуючи стандартні пакети GEANT3, GEANT4, FLUKA, MCNP та інші подібні на вашим уподобанням) ефективності реєстрації нейтронів сцинтиляційним спектрометром на основі стильбену. Порівняти з наближеною оцінкою, отриманою в пункті 8. Якісно отримати (розрахувати методом Монте-Карло з урахуванням роздільної здатності детектора) енергетичний спектр нейтронів, як результат взаємодії швидких нейтронів з детекторами на основі органічних сцинтиляторів, в даному випадку стильбену (це завдання не обов’язкове, але його виконання оцінюється позитивно додатково при виведенні кінцевої оцінки).