Детекторы нейтронов
К детекторам мгновенных нейтронов деления предъявляются достаточно высокие требования: большое быстродействие, значительная эффективность регистрации, надежная дискриминация сопровождающего нейтроны интенсивного захватного гамма-излучения и отсутствие влияния на измеряемые сигналы при коротких временах задержки 150 мкс мощного перегрузочного импульса, сформированного первичным импульсным полем нейтронов.
Ввиду того, что нейтрон является нейтральной частицей, он не может быть непосредственно зарегистрирован обычными детекторами, в которых используется явление ионизации, и поэтому детектирование нейтронов производится не непосредственно, а косвенным способом при помощи ядерных реакций, в результате которых появляются вторичные заряженные частицы. Существует два различных типа подобных реакций. В первых заряженная ядерная частица появляется мгно- венно, как например, в реакциях Ве (п,а) Ы, Не (п,р) Н, а в детекторах второго типа происходят реакции активации, в результате которых появляется ионизирующее излучение в виде Р+,Р“-частиц или гамма-квантов, которое может быть измерено после извлечения облученного вещества из нейтронного поля. В качестве нейтроноактивационных детекторов обычно используют фольгу или пластину из индия, золота, серебра, алюминия и некоторых других веществ. Этот тип детекторов применяется в основном для измерения интенсивности потока нейтронов.
В настоящее время в отечественной аппаратуре для регистрации мгновенных нейтронов деления используются детекторы на основе гелиевых газоразрядных счетчиков медленных нейтронов типа СНМ-51 и СНМ-18, в которых реализуется реакция Не(п,р) Н. Для повышения чувствительности к МНД корпус счетчика покрывают замедлителем из полиэтилена или оргстекла (толщиной до 9 мм), а для исключения влияния тепловых нейтронов, которые образуются в среде при замедлении первичных источников, поверх оргстекла ставят экран с аномально высоким поглощением тепловых нейтронов, но достаточно прозрачным для нейтронов более высоких энергий. Таким материалом является кадмий, 1 мм которого обеспечивает достаточную «отсечку» тепловых нейтронов. Такая конструкция позволяет повысить эффективность регистрации мгновенных нейтронов деления до 25 % и обеспечивает чувствительность детектора с гелиевым счетчиком СНМ-18 порядка 100 имп/мин на 0,01 % урана при потоке нейтронов генератора 10 с.
Понятно, что детекторы на основе счетчиков медленных нейтронов типа СНМ-51 и СНМ-18 могут быть использованы в качестве детектора тепловых нейтронов, результаты измерений которых можно использовать для определения коэффициента влажности.
В современной аппаратуре в качестве второго детектора (детектора тепловых нейтронов) используется детектор на базе, как правило, гелиевого газоразрядного счетчика СНМ-56, регистрирующий тепловые нейтроны.
