Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice



Acasa » referate » fizica
Detectori cu semiconductori pentru neutroni

Detectori cu semiconductori pentru neutroni



Detectori cu semiconductori pentru neutroni

Neavand sarcina electrica, neutronii nu produc ionizari la trecerea lor prin substanta. Pentru detectia lor se utilizeaza o metoda indirecta: se detecteaza particulele incarcate emise in urma unei reactii nucleare induse de neutroni.

DS pentru neutroni este format dintr-un DS pentru particule incarcate (de obicei cu strat bariera la suprafata) pe a carui fata frontala (fereastra de intrare) este depus un strat subtire dintr-un material bogat in hidrogen, sau o pelicula convertoare de material continand unul din izotopii 10B, 6Li sau nuclee fisile 239n+Pu, 235n+U etc. In fig. 2.42 este prezentata o sectiune printr-un detector semiconductor pentru neutroni. Produsele de reactie sunt astfel detectate intr-o geometrie 2π. Materialele care fac conversia neutron-particula incarcata nu pot fi introduse in volumul semiconductorului pentru ca gradul de impuritati admisibil este foarte mic.

In cazul detectarii neutronilor trebuie avut in vedere ca eficacitatea de detectie depinde de sectiunea eficace a reactiei de convertire folosita, care la randul ei depinde atat de energia initiala a neutronilor cat si de grosimea stratului convertor care trebuie sa fie cel putin egala cu parcursul celui mai penetrant produs al reactiei utilizate.


Astfel in reactia 10B(n,α)7Li cel mai penetrant produs este particula α, pe cand in reactia 6Li(n,α)3H este tritonul. Aceste doua reactii exoenergetice sunt adesea folosite pentru detectia neutronilor termici. Tot pentru detectia neutronilor termici pot fi folosite si reactiile de fisiune n+239Pu sau n+235U care dau fragmente de fisiune de energie mare, dar cu parcurs mic in Si.

Pentru neutronii rapizi se folosesc reactiile de fisiune n+238U, n+232Th, etc. care au loc pentru neutroni de energie En³1MeV.

Fig. 2.42 Sectiune printr-un detector semiconductor pentru neutroni

Toate elementele acestea au insa si o radioactivitate α naturala, deci dau un fond continuu chiar in absenta neutronilor. Datorita faptului ca energia fragmentelor de fisiune este cu mult mai mare decat energia particulelor α, fondul α permanent se poate anula usor printr-o discriminare dupa amplitudini a impulsurilor date de detector.

O detectie mai eficienta a neutronilor rapizi se face insa folosind procesul de difuzie elastica pe protoni (n, p). Toti protonii de recul dintr-un strat de material bogat in hidrogen sunt difuzati inainte. Energia maxima a spectrului continuu de protoni este egala cu energia neutronilor incidenti. O alta metoda de detectie a neutronilor rapizi consta in termalizarea prealabila a lor cu ajutorul parafinei, fiind apoi detectati cu convertori pentru neutroni lenti (6Li,10B). In acest caz detectorii de neutroni sunt inconjurati cu parafina.

Detectorii de neutroni descrisi pana in prezent, lucreaza in regim nespectrometric deoarece ei inregistreaza numai produsii de reactie rezultati in unghiul solid egal cu 2π. Pentru detectia spectrometrica, adica inregistrarea integrala a produsilor de reactie se foloseste o geometrie 4π care consta din doi detectori cu semiconductori apropiati avand intre ei stratul convertor (de exemplu 6LiF) intr-o geometrie 'sandwich' (Fig. 2.43).

Fig. 2.43 Sectiune printr-un ansamblu de detectie

spectrometrica a neutronilor tip 'sandwich'



In acest caz cei doi detectori inregistreaza integral produsii de reactie generand la iesire un puls egal cu suma pulsurilor celor doi detectori. Amplitudinea impulsului astfel obtinut este proportionala cu En+Q unde En este energia cinetica a neutronilor, iar Q energia reactiei. Cu cat energia de reactie Q este mai mare cu atat separarea pulsului neutronilor de cele provenite din fond este mai buna.

In particular, acest fond provine, la detectia neutronilor rapizi (En>3MeV) cu detectori de siliciu si din urmatoarele reactii:

                                    (2.81)

Abundenta izotopica a 29Si este mica (4,7%) comparativ cu cea a 28Si (92%) fapt pentru care ultima reactie poate fi neglijata. Primele doua reactii genereaza insa un fond destul de mare pentru En=6-8MeV. Acesta poate fi inlaturat partial daca se lucreaza in coincidenta.

Masurarea simultana a spectrului util si a fondului se poate realiza cu detectori de constructie speciala.

Fig. 2.44 Detector dublu pentru spectroscopia de neutroni rapizi

In fig. 2.44 este schitat un astfel de detector special numit 'detector dublu'. Principiul de constructie al acestuia este urmatorul. Pe un disc din Si de tip n cu ρ~1500 Ω.cm avand diametrul de 2cm, s-au construit doi detectori cu strat bariera la suprafata, evaporand Au printr-o masca in forma de semicerc. Distanta intre cei doi detectori este de ~1mm. Pe suprafata unuia din detectori se depune o pelicula de polietilena, material bogat in hidrogen, de grosime 0,5-1mg/cm2. Prin reactia de imprastiere elastica (n, p) cu acest detector se inregistreaza spectrul total, iar cu celalalt detector care are forma tot de semicerc dar fara polietilena, se masoara fondul, realizandu-se astfel o masurare simultana a fondului si a efectului neutronilor.

Rezolutia energetica a detectorilor cu neutroni este cu atat mai buna cu cat grosimea stratului convertor este mai mica; in schimb eficacitatea de detectie scade in acest caz. In practica se cauta solutii de compromis intre cele doua aspecte.








Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




CALCULUL MODAL CU CONSIDERAREA COMPORTARII SPATIALE A STRUCTURILOR
Ciocnirea corpurilor
PARAMERII CARATERISTICI PENTRU TRANSFORMARILE SIMPLE ALE GAZELOR PERFECTE
Dinamica sistemelor de puncte materiale
NOTIUNI DE DINAMICA FLUIDELOR
Legea lui Hess
STATICA FLUIDELOR - PRESIUNEA
ECUATIA DE CONTINUITATE:


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu