Прерыватель нейтронов
Иллюстрации
Реферат
) ПРБРЬГОАТЕЛЬ НЕЙТРОНСе. ооаержаший цилиндрический неподвижный коллиматор с рацвальными щелями и со осяый аияияпряческйй ротор с анало гичньш расположением щелей, pacnonOi женных по винтовой линии, от л и Ч а ю ш и и с я тем, что, с целью cOKpai шения плятельности нейтронных импуль со®, умеийлзаения фста, увеличения светом силы, п ышения скважности слецования импулъс ю и расширения днергетического диапазона пропус1саемых нейтронов, про рьшатель дополнительно содеркит, по крайней мере, rfu цилиндрических сооо ных ротора, образующих две группы с противоположным направлением вращения | роторов, причем угловые скорости вра шения роторовUJ, углы смешения щелей роторов по винтовой линии , начальнью угль фазового-смещения роторов V-. : определены соотношениями: i-i i«i Cu Tiy . t/ s i «4 rtte I 1, 2,...,(.номер ротора в группе, начинающийся от ротора с маю;симальаой скоростью вращения в г группе ()j ; If « целое ЧИСЛО} (Л К- число роторов в группе; С{ длины роторов; dj - расстояния от первого ротора до ротора с номером i, а угловое размер щелио, угловой промежуток между щелями / определены Ч следующими неравенствами: 00 . 1 то(х сл OQ а ш. Wj
союз сожтсних
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ" "
РЕСПУБЛИН (19) 01) 784536 А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ДетОЕСНОММ СВИДЕтЕЪСтВУ а,Д
00 эВ)ь
Q3
СМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЦИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 27 931 12jL 8-25 (22) 09,07.79 (46) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) А. И. Ступак, В. В. Свиридов и В. А. Парфенов (53) 539.1.08(088:8) (56) 1. Клемьыев П. С. и др. Ротор ные прерыватели потока нейтронов., Обнинск, препринт ФЗИ, А»34, ОВЗЗ, °, 1976.
2. Se I owe M, A Rota t i ng-Shutter
Time-of-Flite Spectrometer for the Slow-Neutron Resonance Region, The, Rev. of Scient. Instr. v. 23, N 7, ()952), Р, 350 (прототип). (54) (57,) ПРЕРЫВАТЕЛЬ НЕЙТРОНОВ, 1 соде вкаший цилиндрический неподвижный коллиматор с радиальными щелями к со осный цилиндрический ротор с анало гичным расположением щелей, располо» жен ных.по винтовой линии, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью сокра щенка длительности нейтронных имлуль сов, умейьшения фона, увеличения свето силы, новьииения схважности следования импулъсев и расшкрения энергетического дна ивова пропускаемых нейтронов, прв. рыватель дополнительно содержит, по крайней мере, три цилиндрических соос
ЗЬ0 01 Т 3 00 G 21 К 1 04 ных ротора, образующих две группы с противоположным направлением вращения l роторов, причем угловые скорости вра» щения. роторов и, углы смешения щелей
poTop0s llo винтовой линии, начальные углы фазового -смешения роторов определены соотйошениями:
Ю; „=nn),, Ф ;е; м р 3) Ч;=
1 где i 1, 2,...,Кномер ротора в группе, начинающийся от ротора с мак симальной скоростью вращения в группе (l 1) ф ф -, целое число
К, - число роторов в группе;
Ct ж ррц д; расстояния от первого ротора it@ ротора с номером ), а угл н)он размер щели et, угловой промежуток между щелями /Ь определены следующими неравенствами: й@ффМФйу«- — .== ==. -:. =.-: "- :- :=";-" -. --;, =;.. - .:= .:..-.. „ -.,:;. ;;- ..; = ", -: ". " *- "
1 - .:, " ..,— 7 84636
Изобретение Ътйбсй"гбя«к" э« Ксйерймен цилиндрический ротор с радиальными ше
Тальным методам ядерной физйки "и" " лями, фасп положенными по вйнтовой линии, может быть использовано в спек рбме6" дополнительно установлены роторы, обрии нейтронов по метоцу пролета. -- .: Раэующие аве группы роторов с протиспособам прерывания пучка fl $. - ." "выораны уменьшатющ«имися в целое чисЛО Раэ (n; ) ПО МЕРЕ -йХУ"УааУЛЕНИЯ тбт PO=
В прерывате.""х перво о типа пу О" тора с наибольшей угловой скоростью, ленаикулярные оси вращения" ротора. ."..: ..:: -- --:"-- -"-Ф7 -.роб оров с разрированы межау обой "и об
Неаостаткамти прерывателей с "пакает«ом: .„, щелей являются большой вес ротора, что: ..Р
Огранич щдет 604 Гижение высоких ьшими угловыми скоростями. мкета щелей, В прерывлтелях "втброго;цбйлм-, йсполбженные по перифбрии ро - 20 ми (ф) углы смешения шер-.ей по винпре р таким образом, чтобы при совпаценйй рокоапертурными пучка и н йтрояо; но имеет низкую светосилу из- аа малого колйчества шале, ра«эцелетйных ль г5 нейтро«й«нмыюй импульс, и опрецеляются бйеатувщи иЬ«иИ соОтйоШенияМит: "-.. т1аибопае бпивким по тахничаской " :"::::..:;::.:::, .:,:,:,,, q 1 3 oi) суюнссти к ивобрвтанию ивпиатси. пов- .. i"q .i i в1" щ g к ч <й
1 1
" " У "ривательт нейтронов второго типа (23 . З0 бй СОаЕржИт НЕтйоахВИжиой«тй цйЛИфаюар«И- .;, «,, . Ц ческий ксппиматор и соосно установ1тан-,::: gmalX и к f4—
P ф l ный цилинарический ротор с рациаль-;
= " " " нуычми«щелями; расположенными" йто винто вой "«Иннин, прок«одвючай по боковой пomipx : " 1 1 К 1 ности ротора. Токаи же сиотвмв ра«ПН-,;.::: . Лч .альных щелей вып«олйена на боковой пс 96pXBOCTII KOJIJIllM&TOpB C TON JI8iBIo раэ-, &TO ПОЗВбпяЕТ СОКРаTHTb ДЛИТЕЛЬНОСТЬ йицечй: что щели расположены вдоль Об- нейтрч««ннйх импульсов, которы опреце
40 тора. Поток нейтронов проходит через p5tk РбтбрбВ s группах. Сустальнь1е рото-, обе сйстемы щелей только в случае, tNI служат для уменьшения фона, увеличения
КОГаа ОНИ РаСПОЛОжЕНЫ На ОаНОй ЛИНИИ, С тОСйИИЬ|,"Р «PaCIIIIIgeНИЯ ЭНЕтРГЕТИЧЕСКОГО
ПРИЧЕМ аЛИТЕЛЬНОСтЬ НЕйтРОсННйОГО"ИпМ -- . аналаЭОНа ПРОПУСКаЕМЫХ НЕйтРОНОВ И ПО45 йУЛЬСюа«O««IIÐÅÖÅËßÅòÑß УГЛОВОЙ СКО ВСТЬЮв " ВЫШЕйИЯ СКВажиоотИ СЛЕДОВаНИЯ ИМПУЛЬ фала«УНИЯ POTOPa. СОВч.
Недостатками такого IIpBpbl9BT9JIII Ка фиг. 1 изображен прецлагаемый
1 ЯВЛЯЮТСЯ НИЗКаЯ CWTOCIIJli И МйнапаЯУ-. ПРЕРЫВатЕЛЬ НЕйтРОНОВ. ОН СОДЕРжИт, частота следования йейтронйых ймпуль- например,- четыре ротора и состоит из неподвижного. цилиндрического коллимаЦелью изобретения является увели тора 1 и соосно расположенных цилинц50 чение светосилы и уменьшейия фона," Iio " Рических роторов 2 - 8, образующих "==вьшИние -скооабжн тЖ:а@домнин импуль- аве труппы роторов 2,4 и 3,5. Ротоcob, расширение энергетического циапар ры 2 и 3 имеют наибольшую угловую
ЗОНа ПРОПУСКаЕМЫХ НЕйтРОНОВ И CCiIPiiIIIW " мюСКОРОСтЬ Ы.;И РаСПОЛОжЕНЫ На РаССтОЯ
;ние алительнссти нейтронных импульсов, 55 нии 2 Ы; друг от друга. Угловые" скоЭта пель псстигавтск там, что в рости роторов б и б равны ш„и умань йрарйввтвйе найутройооов, сбпаржвисво м« ю"аиы н панов чиспо раа oo" сравнанию ,цилиндрический коллиматор и соосный с 4U<. Эти-роторы удалены от роторов 2
3 78 и 3 на расстояние д. Число щелей коллиматора равно числу щелей в роторах, при вм стенки их параллельны направ лению пучка нейтронов, которое совпадает с направлением оси прерывателя.
Для прерывателя с цругим числом рото- ров номер ротора 1=1 присваивается ротору в кажцой группе, имеющему наи-. большую угловую скорость ш„(номер 6 имеет значения от 1 IIO К, гце. р « число роторов в группе). На фиг. 1 изображен прерыватель с К "2 (параметры роторов, помеченные индексом i, ow носятся к роторам с одинаковыми номерами в каждой группе роторов и имеют одинаковые значения). Параметры рото ров каждой группы отличаются противо положным йаправлвнием вращения,и сме щением щелей по винтовой линии.
На фиг. 2 показан ротор с одной шалью 6 рациального профиля, идущей пб винтовой линии; на фиг. 3 - ротор с двумя щелями со cropottbl пацающего пучка нейтронов.
Угловые размеры щелей и промежутки межцу ними одинаковы цля коллима.тора и всех роторов. Роторы с наибольшей угловой скоростью могут быть изготовлены иэ набора тонких листов прочного и легкого материала, покрытых слоем кадмия или другим веществом с бопьшим сечением поглощения нвйтро» нов в области низких энергий. Роторы с наименьшей угловой скоростью могут быть набраны иэ водороцсоцержащего материала, найример гетинакса, с чередуихцимися слоями материала, сильно, поглощающего нейтроны. Эти роторы вместе с коллйматором представляют . собой основную защиту от быстрых нейъ роков, поскольку их длину в направлении пучка нейтронов можно сделать значи тельной и тем cSMbIM снизить фОн IlpBETII чески до нулевого уровня.
Прерыватель работает следующим образом.
46 3 о 4
Широкоапвртурный поток нейтронов пацает нормально к торцу коллнматора и при совмещении щелей всех роторов с системой щелей коллиматора на проти
BoIIoJIo oM конце прерывателя через
oL+p время возникает нейтронный импульс, к длительностью M цля нейтронов, дви» жушихся со скоростью Vo. Скважность следования импульсов в основном определяется отношением угловых скоростей
:.-:: самого быстрого и самого мецленного роторов н рввнв и„(о ipJ ,Форма нейе
1о ронного импульса и функция пропускания прерывателя определяются угловой скоростью самых быстрых роторов в груп пах. Короткие по длительности импульсы нейтронов, следующие с большим периоцом, обеспечивают высокое разреше ние, а небольшая скважность щелей и возможность прерывать пучок нейтронов
: с большой плошадью сечения обеспечи у5 вают высокую светосилу сцектрометра по времени пролета. Так как каждый последующий ротор в группе вращается с угловой скоростью в несйолько раз меньшей; чем прецьщущий, то можно увеличить размеры роторов в направлении пучка нейтронов, уменьшая вклац фона быстрйх нейтронов. Наибольшее уменьшение фона проявляется при работе с медленными нейтронами, так как щели.роторов иэ-аа их спиральиости и наличия
35 углов фазового смещения всегца перак» рыты цля быстрых нейтронов, в то вре
"мя как цля йейтронов исследуемого диапазона энергий функция пропускания
Описываемый прерыватель позволяет повысить светосилу, скважность слецо вания импульсов, расширить анергети жский циапаэов пропускаемых нейтронов, 45 тумвньшитр фон И сократить длительность . нвитронных импульсов.