Theoretical Basis and Mathematical Modeling of the Thermal Neutron Converters Based on Gadolinium Foils
Konverter für Neutronenstrahlung spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Detektoren für diese Strahlung. Sie bestimmen die grundlegenden Eigenschaften der Detektoren: die Effizienz der Registrierung, die Energie, die zeitliche und räumliche Auflösung.
Unter den Festkörperkonvertern sind das Gadolinium und seine 157 Isotope besonders geeignet, da sie einen ungewöhnlich hohen Wirkungsquerschnitt mit thermischen Neutronen haben. Die Effizienz von Konvertern ist das Produkt aus drei Variablen. Diese sind die folgenden: (1) Wahrscheinlichkeiten des Einfangs thermischer Neutronen durch den Kern; (2) Wahrscheinlichkeiten der Erzeugung sekundärer geladener Teilchen, in unserem Fall die interne Konversion und Auger-Elektronen; (3) Wahrscheinlichkeiten des Entweichens der erzeugten Elektronen aus dem Material des Konverters.
Modellrechnungen zur Effizienz der Registrierung von thermischen Neutronen durch Folienkonverter aus natürlichem Gadolinium und seinem 157er Isotop beschrieben. Die Prozesse der Neutronenabsorption im Material des Konverters und die Wahrscheinlichkeit des Entweichens von Sekundärelektronen wurden untersucht. Es wurden Berechnungen für Konverter mit verschiedenen Dicken und anderen Parametern der Konverter durchgeführt.
Es wurden die optimalsten Konverterdicken gewählt. Es wurde der Beitrag der Röntgenstrahlen und der niederenergetischen Gamma-Quanten, die direkt im Konverter absorbiert werden, und das daraus resultierende Auftreten von Sekundärelektronen abgeschätzt. Bei Berücksichtigung des Beitrags von Elektronen, die durch Röntgenquanten gebildet werden, erhöht sich der Wirkungsgrad ein wenig, aber ihr Beitrag beträgt nicht mehr als 1 %.
Es werden Berechnungen von komplexen Konvertern vorgestellt, die zwei dünne Gadoliniumfolien darstellen, die sich auf beiden Seiten von tragenden Kaptonfolien befinden, und von komplexen Konvertern, die einen Satz dünner, mit einer feinen Stufe gebohrter Folien darstellen, die sich übereinander in einem Gasvolumen befinden. (Nova)
| ISBN: | 9781536142259 |
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| Einband: | Taschenbuch |
| Erscheinungsjahr: | 2018 |
| Seitenzahl: | 123 |
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