Prompt Fast-Neutron ActivationPromp

Prompt Fast-Neutron Activation
Prompt release of gamma-rays by fast-neutrons is the result of the excitation
of a nucleus and its immediate (within microseconds) return to
the ground state. The de-excitation of the nucleus can take place from
different nuclear levels, leading to several gamma-energies, the strongest
of which can be used to identify the emitting nucleus. It is important,
therefore, for the user to determine ahead the energies of the inelastic
gamma-rays for the elements of interest. Elements with high inelastic
cross-sections include C, Mg, Al, Si, and Fe. The excitation process can
be produced as a direct result of the neutron interaction with the nucleus,
or indirectly if the reaction product decays rapidly to a nucleus in
an excited state. An example of the latter is the reaction
which occurs at neutron energy of 9.63 MeV. The resulting decays
(with a 68% probability) by beta-emission with a half-life of 7.2 s producing
in an excited state that emits 6.13 MeV photons upon its
de-excitation. The transmutation of the nucleus by neutron absorption
can also result in the production of an excited nucleus; as in the case of
the reaction with releasing 3.09, 3.68 and 3.86 MeV
photons as the excited nucleus returns to its ground state. However, neutron
excitation of a nucleus is more often than not the result of inelastic
scattering,
Inelastic scattering requires a minimum energy at just about the excitation
energy of the target nucleus, typically over 5 MeV. Above 10 MeV
neutron-energy, the other non-elastic scattering reactions become competitive.
This makes it possible to use a variety of neutron sources in
this technique, including neutron generators and isotopic sources. Reference
[254] suggested that is an effective neutron-producing
reaction for a source suitable for bulk analysis, to a low level of detection,
of a wide variety of elements (Na, Mg, Si, P, Cl, K, Ca, Fe, Cu, An, Sn,
Ce, Ta, and Au). With an alpha-energy of 3.5 MeV, 5.6 MeV neutrons
are generated at zero angle with respect to the incident particle.
Table 8.6 lists the energies of the gamma-rays promptly emitted from
the first excited levels of some nuclei that can be activated by inelastic
scattering. The microscopic cross-sections for the reaction are also
given in Table 8.6 at an incident neutron energy of 14 MeV. It should be
Emission Methods
8.1.4.2
392
kept in mind, however, that the cross-section of inelastic scattering for
some elements can be higher at lower neutron energies, provided that
the energy is above the first excitation energy of the considered nucleus.
However, given the high neutron yield of 14-MeV neutron generators,
attention is paid here to neutrons at this energy. Table 8.6 also lists the
number of possible excitations levels up to an energy 14 MeV. The user
should examine various energy levels to determine which ones have the
highest cross-section, and which other elements present in the inspected
object can generate photons of similar energies that interfere with the
energies of interest. The evaluated nuclear data files (ENDF) cross-section
library, available on the Internet via reference [78], can be helpful in this
regard. The large number of energy levels shown in Table 8.6 for each
nuclide can make element identification with this reaction often quite difficult.
These many excitation levels also lead to background interference
problems, as other elements in the surroundings or the examined object
itself are excited by inelastic scattering. Prompt inelastic-activation is,
therefore, used for detecting the presence of a relatively large amount of
material, or high concentration of the element(s) of interest. Although
the cross-section for inelastic activation is generally lower than that of
the capture cross-section of thermal-neutrons, the ability to use unmoderated
fast-neutrons, emitted directly from the source, compensates to
some extent for the lower cross-section. Moreover, the lower degree of
attenuation of fast-neutrons enables the examination of larger objects.
Notice that the prompt emission of gamma-rays makes it unnecessary to
include the exponential decay terms in applying the measurement model
of Eq. (8.4) to prompt-activation analysis.

Kết quả (Việt) 1:

Kích hoạt nhanh-Neutron nhanh chóngNhanh chóng phát hành của tia gamma bởi neutron nhanh là kết quả của kích thíchcủa một hạt nhân và của nó trở lại ngay lập tức (trong miligiây)nhà nước đất. De-kích thích của hạt nhân có thể xảy ra từcấp độ hạt nhân khác nhau, dẫn đến một số gamma-năng lượng, mạnh nhấttrong đó có thể được sử dụng để xác định các hạt nhân phát ra. Nó là quan trọng,Vì vậy, cho người dùng để xác định trước các nguồn năng lượng của các không dản raGamma-quang cho các yếu tố quan tâm. Các yếu tố với cao không dản ramặt bao gồm C, Mg, Al, Si và Fe. Quá trình kích thích có thểđược sản xuất như là một kết quả trực tiếp của sự tương tác neutron với hạt nhân,hoặc gián tiếp nếu sản phẩm phản ứng phân rã nhanh chóng để một hạt nhân trongmột nhà nước vui mừng. Một ví dụ về sau này là phản ứngmà xảy ra vào năng lượng neutron của 9.63 MeV. Phân rã kết quả(với một xác suất 68%) bởi phiên bản beta-phát thải với một chu kỳ bán rã 7.2 s sản xuấttrong tình trạng vui mừng mà phát ra 6.13 MeV photon on của nóde-kích thích. Transmutation hạt nhân bởi sự hấp thụ nơtroncũng có thể dẫn đến việc sản xuất của một hạt nhân vui mừng; như trong trường hợp củaphản ứng với phát hành 3,09, 3,68 và 3.86 MeVphoton như là hạt nhân vui mừng trở lại để tình trạng đất. Tuy nhiên, neutronsự kích thích của hạt nhân một thường xuyên hơn không phải là kết quả của không dản ratán xạ,Tán xạ không đòi hỏi một năng lượng tối thiểu tại chỉ là về kích thíchnăng lượng hạt nhân mục tiêu, thông thường hơn 5 MeV. Trên 10 MeVneutron-năng lượng, các phản ứng tán xạ phòng không đàn hồi khác trở thành cạnh tranh.Điều này làm cho nó có thể sử dụng một loạt các neutron nguồn trongkỹ thuật này, bao gồm cả máy phát điện neutron và đồng vị nguồn. Tài liệu tham khảo[254] đề nghị đó là một hiệu quả neutron-sản xuấtphản ứng cho một nguồn phù hợp với số lượng lớn phân tích, đến một mức độ thấp của phát hiện,của một loạt các yếu tố (Na, Mg, Si, P, Cl, K, Ca, Fe, Cu, An, Sn,CE, Ta, và Au). Với một alpha-năng lượng của 3,5 MeV, 5,6 MeV nơtronsđược tạo ra ở không góc đối với các hạt khi gặp sự cố.Bảng 8.6 liệt kê các nguồn năng lượng của gamma-tia nhanh chóng phát ra từmức độ vui mừng đầu tiên của một số hạt nhân có thể được kích hoạt bởi không dản ratán xạ. Mặt vi cho phản ứng đềuđược đưa ra trong bảng 8.6 tại một năng lượng neutron sự cố của 14 MeV. Nó nênPhương pháp phát thải8.1.4.2392giữ trong tâm trí, Tuy nhiên, có mặt cắt ngang của sự tán xạ không chomột số yếu tố có thể cao hơn tại thấp năng lượng neutron, cung cấp mànăng lượng là trên năng lượng kích thích đầu tiên của hạt nhân được coi là.Tuy nhiên, cho sản lượng cao neutron của 14-MeV neutron máy phát điện,sự chú ý trả tiền ở đây để neutron lúc này năng lượng. Bảng 8.6 cũng liệt kê cácsố của excitations có thể cấp lên đến một năng lượng 14 MeV. Người sử dụngphải xem xét các mức năng lượng để xác định mà những người có cácmặt cắt ngang cao nhất, và các yếu tố khác mà trình bày trong các thanh trađối tượng có thể tạo ra các photon của năng lượng tương tự như ảnh hưởng đến cácnguồn năng lượng quan tâm. Mặt cắt ngang (ENDF) các tập tin dữ liệu hạt nhân đánh giáthư viện, có sẵn trên Internet thông qua tham khảo [78], có thể hữu ích ở đâyliên quan. Số lớn các mức năng lượng hiển thị trong bảng 8.6 cho mỗinuclid có thể làm cho phần tử nhận dạng với phản ứng này thường là khá khó khăn.Các mức độ kích thích nhiều cũng dẫn đến sự can thiệp của nềnvấn đề, như là các yếu tố khác trong các môi trường xung quanh hoặc đối tượng kiểm trachính nó được vui mừng bởi sự tán xạ không. Kích hoạt nhanh chóng không dản ra là,do đó, được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của một số lượng tương đối lớntài liệu, hoặc các nồng độ cao của element(s) quan tâm. Mặc dùmặt cắt ngang để kích hoạt không dản ra là nói chung thấp hơn củamặt cắt ngang chụp của nơtron nhiệt, khả năng sử dụng moderatednhanh-neutron, phát ra trực tiếp từ nguồn, bù đắp đểmột số mức độ cho mặt cắt ngang thấp hơn. Hơn nữa, mức độ thấp hơnsự suy giảm của các neutron nhanh cho phép kiểm tra các đối tượng lớn hơn.Thông báo xạ tia gamma, nhanh chóng làm cho nó không cần thiết đểbao gồm các điều khoản phân rã mũ trong việc áp dụng các mô hình đo lườngcủa Eq. (8.4) để phân tích dấu nhắc-kích hoạt.