Chuyên đề nghiên cứu sinh: Kỹ thuật đo nơtron truyền qua trong nghiên cứu số liệu hạt nhân và ứng dụng

Kỹ thuật đo nơtron truyền qua trong nghiên cứu số liệu hạt nhân và ứng dụng nhằm để đo tiết diện nơtron toàn phần trên các dòng nơtron phin lọc, xác định chỉ số Hydro (Hydrogen Index) trong các mẫu khung đá dầu khí, kiểm soát dòng nơtron để hiệu chính sự thăng giáng của thông lượng nơtron trong quá trình chiếu mẫu, đo và chuẩn liều nơtron trong lĩnh vực an toàn bức xạ, các thí nghiệm về vật lý nơtron phục vụ cho tính toán che chắn bảo vệ an toàn bức xạ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyên đề nghiên cứu sinh: Kỹ thuật đo nơtron truyền qua trong nghiên cứu số liệu hạt nhân và ứng dụng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ___________________ TRẦN TUẤN ANH KỸ THUẬT ĐO NƠTRON TRUYỀN QUA TRONG NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. VƯƠNG HỮU TẤN 2. TS. PHẠM ĐÌNH KHANG ĐÀ LẠT – 2012 0 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 2 CHƯƠNG 1 ......................................................................................................................... 3 TỔNG QUAN ...................................................................................................................... 3 1.1. Đo tiết diện nơtron toàn phần bằng phương pháp đo nơtron truyền qua .................. 3 1.2. Hình học và sai số của thí nghiệm ............................................................................ 4 CHƯƠNG 2 ......................................................................................................................... 6 HỆ ĐO NƠTRON TOÀN PHẦN ........................................................................................ 6 2.1 Cấu trúc và các thành phần của hệ đo nơtron ............................................................ 6 2.2 Cấu tạo và đặc trưng của ống đếm prôton giật lùi LND-281 ..................................... 6 2.3. Xác định phổ năng lượng nơtron bằng phổ kế prôton giật lùi .................................. 7 2.4. Chuẩn năng lượng cho hệ phổ kế nơtron .................................................................. 8 THỰC NGHIỆM ............................................................................................................... 10 3.1. Kiểm tra đặc trưng của hệ đo nơtron tại kênh số 4 ................................................. 10 3.1.1. Xác định vùng hoạt động của cao thế .............................................................. 10 3.1.2. Đo phổ phân bố proton giật lùi (Mode MCA) ................................................ 10 3.1.3. Đo tốc độ đếm nơtron (Mode TSCA) ............................................................. 12 3.2. Thực nghiệm đo tiết diện nơtron toàn phần của 12C và 238U trên các dòng ............ 12 nơtron phin lọc 54 keV và 148 keV. .............................................................................. 12 3.2.1. Bố trí phin lọc, chuẩn trực dòng và chuẩn bị mẫu ........................................... 12 3.2.2. Xử lý số liệu đo tiết diện nơtron toàn phần ...................................................... 14 3.2.3. Kết quả và thảo luận ........................................................................................ 17 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 21 1 MỞ ĐẦU Phép đo nơtron truyền qua cho phép xác định tiết diện nơtron toàn phần. Trong vùng năng lượng nơtron từ vài chục đến vài trăm keV số liệu về tiết diện nơtron toàn phần là rất quan trọng đối với việc tính toán và thiết kế lò phản ứng hạt nhân, đặc biệt là các lò phản ứng nơtron nhanh - một loạt lò phân hạch của tương lai vì rằng năng lượng nơtron trung bình của các lò này là nằm ở vùng năng lượng keV. Xét về mặt nghiên cứu vật lý hạt nhân cơ bản thì phép đo tiết diện nơtron toàn phần phụ thuộc vào năng lượng cũng là một trong các phương pháp xác định hàm lực đối với các nơtron sóng s, p, d. Kỹ thuật phin lọc nơtron trên lò phản ứng cho phép nhận được các dòng nơtron chuẩn đơn năng trong dải keV với cường độ cao hơn so với máy phát nơtron, vì vậy đây là một công cụ rất đắc lực trong nghiên cứu hạt nhân cơ bản. Kỹ thuật đo nơtron truyền qua được áp dụng để đo tiết diện nơtron toàn phần trên các dòng nơtron phin lọc, xác định chỉ số Hydro (Hydrogen Index) trong các mẫu khung đá dầu khí, kiểm soát dòng nơtron để hiệu chính sự thăng giáng của thông lượng nơtron trong quá trình chiếu mẫu, đo và chuẩn liều nơtron trong lĩnh vực an toàn bức xạ, các thí nghiệm về vật lý nơtron phục vụ cho tính toán che chắn bảo vệ an toàn bức xạ. 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Đo tiết diện nơtron toàn phần bằng phương pháp đo nơtron truyền qua Trên Hình 1.1 là sơ đồ thí nghiệm đo tiết diện nơtron toàn phần theo phương pháp đo nơtron truyền qua [1]. Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm đo nơtron truyền qua. Nếu ta đặt một mẫu vật là một bản phẳng trên dòng nơtron được chuẩn trục tốt thì một số nơtron sẽ bị hấp thụ tại các hạt nhân của mẫu. Từ N0 nơtron ban đầu của dòng sẽ chỉ còn: N = N 0 e − n0σ t x (1.1) nơtron, ở đây n0 là số hạt nhân bia trong 1 cm3 vật chất; x là độ dày của mẫu; σt là tiết diện tương tác toàn phần. Tỷ số giữa số nơtron truyền qua mẫu và số nơtron ban đầu được gọi là độ truyền qua của mẫu và ký hiệu là T: N T= = e − n 0σ t x (1.2) N0 ...