Материалы и оборудование

Измерения проводятся на установке, схема которой представлена в работе "Метод экспоненциальной призмы" (рис.2), Данная установка представляющей собой графитовую призму размером 120 100 180 см³, в вертикальные каналы которой введены поглощающие элементы. Последние представляют собой стальные трубы с кадмиевым наконечником. Источником нейтронов служит лабораторный плутоний-бериллиевый источник мощностью 10⁶ 10⁷ нейтр./с, который размещается внутри призмы под каналом, предназначенным для проведения измерений.

Измерения плотности потока нейтронов провидится с помощью нейтронного детектора, сигналы с которого регистрируются счетно-пусковой установкой СПУ-1-1М. Данная установка определяет полное (с учетом эффективности детектора) количество нейтронов за выбранный промежуток времени измерений. Таким образом, имеется возможность расчета скорости регистрации нейтронов в точке измерения, которая прямо пропорциональна плотности потока нейтронов. Размещение детектора на различных расстояниях от источника производится с помощью дистанцирующих графитовых дисков различной толщины. Комбинируя диски, проводятся измерения в экспериментальном канале призмы, начиная с дна данного канала и заканчивая верхним торцом призмы через 2 см. На каждом расстоянии проводятся два типа измерений: "детектор без кадмиевого чехла" и "детектор с кадмиевым чехлом".

Порядок выполнения работы и обработка результатов

Первоначально проводятся измерения на призме, из которой извлечены кадмиевые вставки.

1. Измеряется фоновая скорость счета. Измерения проводятся 5 7 раз, затем исключаются наибольшее и наименьшее значение измеренного фона, а по оставшимся значениям определяется среднее значение фоновой скорости счета и погрешность его определения.

2. На различных расстояниях от источника поводится два типа измерений: "детектор без кадмиевого чехла" и "детектор с кадмиевым чехлом". Измерения каждого типа проводятся аналогично измерению фоновой скорости счета. В результате для каждого расстояния получаем экспериментальные значения: N – скорость счета в случае детектора без кадмиевого чехла, и N_cd – скорость счета в случае детектора c кадмиевым чехлом. Определяются погрешности полученных результатов: и , соответственно.

3. Для каждого расстояния определяется скорость счета, обусловленная тепловыми нейтронами: N_т =N–N_cd. Рассчитывается среднее значение погрешность ее определения – .

4. Проводится логарифмирование всех значений N_т и определяется погрешность определения величины ln N_т – .Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу.

z, см	, с-1	, c-1	, c-1

5. По данным таблицы на график ln N_т = f(z) наносятся полученные значения lnN_т со своими доверительными интервалами. На определенных расстояниях от источника нанесенные данные могут быть с хорошей точностью аппроксимированы прямой. Это означает, что в данной области зависимость плотности потока тепловых нейтронов от расстояния имеет экспоненциальный характер. Поиск этой области производится методом наименьших квадратов.

6. Определив область экспоненциального спада, для призмы с извлеченными кадмиевыми вставками рассчитывается параметр и погрешность его определения (см. работу "Метод экспоненциальной призмы").

7. По соотношению (12) определяются доли поглощений тепловых нейтронов, приходящиеся на кадмиевые вставки и графит, со своими погрешностями. При этом значение параметра для призмы с кадмиевыми вставками может быть взято из результатов измерений и расчетов, проведенных в рамках работы "Метод экспоненциальной призмы".

8. Составляется отчет о работе, который должен включать следующее:

• кратко необходимые теоретические сведения и соотношения;

• результаты измерений и расчетов величин N, N_cd, N_т и погрешностей их определения;

• график зависимости lnN_т=f(z) и результаты определения области экспоненциального спада;

• результаты расчетов постоянной в рассматриваемой среде, а также погрешностей ее определения;

• результаты расчетов долей тепловых нейтронов, поглощенных в графите и кадмии, со своими погрешностями;

• аргументированные выводы по работе.