Российские ученые создали скоростной детектор, который эффективнее регистрирует тепловые и холодные нейтроны, чем альтернативные аппараты. Для этого специалисты добавили в высокоскоростную узкозазорную газовую ионизационную камеру алюминиевую фольгу, покрытую карбидом бора. Новый детектор можно использовать на разных установках, использующих метод рассеяния нейтронов для исследования структуры конденсированного состояния вещества. Об этом сообщает пресс-служба Объединенного института ядерных исследований.
Европейский детектор Multi-Blade, на основе которого создан разработанный в ОИЯИ аппарат, построен на принципе наклонной геометрии: поверхность его конвертерного слоя находится под малым углом к пучку нейтронов. Из-за этого они регистрируются эффективнее. Отечественный детектор Multi-foil имеет гораздо более тонкую пластину. Конвертер из карбида бора может наноситься не только на алюминиевую фольгу толщиной 50 мкм, но и на полимерную пленку из радиационно-стойкого материала толщиной 20 микрон.
«Алюминиевая фольга или полимерная пленка в качестве подложки, представляющая собой катод, крепится с двух противоположных сторон к держателям и натягивается в плоскость. Между двумя подложками располагаются анодные проволочки, образующие в натянутом состоянии анодную плоскость. Ширину камеры и расстояние анодам и катодам задают дистанционные вставки, размещенные между анодными держателями и держателями подложек. Клиновидные вставки задают угол α падения нейтронов на поверхность конвертера от 1 до 5°. Анодные держатели, держатели подложек, дистанционные и клиновидные вставки прижимаются друг к другу крепежными элементами, которые выполнены с возможностью регулирования натяжения подложек и анодных проволочек», — поделился один из изобретателей, ведущий инженер научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров ИБР-2 ЛНФ ОИЯИ Александр Колесников.
Разработчики отмечают, что такое техническое решение делает регистрацию нейтронов эффективнее за счет того, что угол их падения можно уменьшить. «В конструкциях наших западных партнеров угол меньше 5° сделать практически нельзя из-за применения свободно лежащей сравнительно толстой подложки, обеспечение высокой плоскостности которой на большой площади невозможно. В нашем случае применения натянутой в плоскость фольги или пленки этот угол может быть 2° и даже меньше, что повышает, согласно расчетам, эффективность регистрации тепловых нейтронов с длиной волны 1,8 ангстрем до 67 процентов», — отметил Александр Колесников.
Сейчас заканчивается создание опытно-экспериментального участка (ОЭУ) по разработке и изготовлению детекторов тепловых нейтронов на основе конвертера из карбида бора. В конце этого года на участке начнутся испытания. Это даст возможность обеспечить установки нейтронного рассеяния современными детекторами как на реакторе ИБР-2, так и в других исследовательских центрах мира.
Ученые отмечают, что новое изобретение дает начало новым детекторам нейтронов передового уровня. В ОЭУ ЛНФ ОИЯИ будут изготавливаться современные позиционно-чувствительные детекторы, а также детекторы других типов: счетчики, мониторы пучка и др.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
