NEUTRON FLUENCE RATE MEASUREMENTSSe

NEUTRON FLUENCE RATE MEASUREMENTS
Several measurements of total neutron fluence were carried out using bare and
cadmium-covered gold foils. Naturally occurring gold is 100 % 197Au and has an
absorption-cross section of 98.7 barns that provides reasonable activation with short
irradiation times. The neutron beam from a nuclear reactor is not monoenergetic. The
thermal neutron velocities differ and cross sections vary depending on the neutron

30
velocity. Gold foil has been used as an activation detector because in the thermal region,
its activation cross section, to a good approximation varies inversely with the neutron
velocity. Gold also has a large resonance integral so when irradiating the gold foil in a
beam with significant epithermal fluence rate, a part of the activity obtained will be from
epithermal neutrons. The contributions of the thermal and resonance neutrons are usually
determined using the cadmium-difference method. Cadmium has a very large cross
section for neutron energies ≤ 0.5 eV. If a gold foil is covered with cadmium of
appropriate thickness (about 0.5 mm) thermal neutrons will be fully absorbed by the
cadmium so that the activity of the cadmium-covered gold foil will be induced only by
epithermal neutrons with energies above the cadmium cut-off energy (about 0.5 eV). By
taking the difference between the activities of a bare and cadmium covered gold foil, the
thermal neutron and epithermal contributions can be determined and the fluence rate or
each calculated. However, corrections may be required for fluence rate depression and
self shielding.
The activity induced by thermal neutrons was determined by irradiating two sets
of bare and cadmium-covered gold foils. Each gold foil was approximately 0.005 cm
thick and the cadmium covers about 0.058 cm thick. Small foil thicknesses would
minimize the effects of self shielding. The first set of gold foils weighed 31.9 and 32.3
mg for the bare and cadmium-covered foils respectively. The second set weighed 32.8
and 33.1 mg for the bare and cadmium-covered foils as well. The two sets were
irradiated simultaneously for 5 hours within the sample chamber at 80 cm (31.5 inches)
and 87 cm (34.5 inches) from the BP #1 collimator. The irradiated foils were assayed

31
using a standard HPGe gamma spectrometry system. The activity induced in the covered
foil was due to epithermal neutrons only. The activity due to the thermal flux was
determined as the difference between the bare and cadmium-covered gold foils. The
thermal and epithermal neutron fluence rates were calculated from standard reaction rate
equations using the activation cross section of gold, the number of atoms of 197Au in the
foil, the corresponding activity after irradiation, the irradiation and decay times, and the
decay constant of gold. It is also customary to define the cadmium ratio, the ratio of the
activities of bare and cadmium-covered foils. A high cadmium ratio is a good indication
that the beam is highly thermalized.
An average thermal neutron fluence rate of 8.73 x 106
n cm
-2
s
-1 was obtained
with an average epithermal fluence rate of 1.11 x 105
n cm
-2
s
-1. Whereas the thermal
fluence rate obtained was judged adequate, the epithermal fluence rate and a
corresponding cadmium ratio of 5.57 gave an indication that the quality of the beam
could be troublesome for PGNAA applications. The foregoing led to attempts to
improve the cadmium ratio. The foil activation measurements were repeated after
removing all the components in the beam port leaving the cylindrical graphite plug
towards the reactor pool end and they confirmed the first measurements. However, the
neutron and gamma radiation levels were increased.
The insignificant difference in neutron fluence rates and cadmium ratios, coupled
with elevated gamma and neutron radiation levels, forced consideration of other options

Kết quả (Việt) 1:

ĐO LƯỜNG TỶ LỆ FLUENCE NEUTRONNhiều đo đạc của neutron tất cả fluence được thực hiện bằng cách sử dụng trần vàcadmium bao phủ vàng lá. Tự nhiên xảy ra vàng là 100% 197Au và có mộthấp thụ-cắt ngang của là 98,7 barns cung cấp hợp lý kích hoạt với ngắnchiếu xạ lần. Chùm neutron từ một lò phản ứng hạt nhân không phải là monoenergetic. Cácvận tốc nơtron nhiệt khác nhau và cross phần khác nhau tùy thuộc vào neutron 30vận tốc. Lá vàng đã được sử dụng như là một phát hiện kích hoạt bởi vì trong vùng nhiệt,kích hoạt của nó cắt ngang, để một xấp xỉ tốt thay đổi tỷ lệ nghịch với neutronvận tốc. Vàng cũng có một tích phân lớn cộng hưởng do đó, khi chiếu lá vàng trong mộtchùm với epithermal đáng kể tỷ lệ fluence, một phần của các hoạt động thu được sẽ từepithermal neutron. Sự đóng góp của các nơtron nhiệt và cộng hưởng thườngxác định bằng cách sử dụng các phương pháp khác biệt cadmi. Cadmium có một cây thánh giá rất lớnphần với neutron năng lượng ≤ cách 0.5 eV. Nếu một lá vàng được bao phủ với cadmium củanơtron nhiệt độ dày thích hợp (khoảng 0,5 mm) sẽ được hấp thu hoàn toàn bởi cáccadmium để cho các hoạt động của lá vàng cadmi bảo hiểm sẽ được gây ra chỉ bằngepithermal neutron với nguồn năng lượng trên năng lượng cắt cadmium (khoảng cách 0.5 eV). Bởidùng sự khác biệt giữa các hoạt động của một trần và cadmium bao phủ vàng lá, cácnơtron nhiệt và epithermal đóng góp có thể được xác định và mức fluence hoặcmỗi tính. Tuy nhiên, sửa chữa có thể được yêu cầu cho fluence tỷ lệ trầm cảm vàtự bảo vệ.Các hoạt động gây ra bởi nơtron nhiệt đã được xác định bởi chiếu hai bộcủa trần và bảo hiểm cadmium vàng lá. Mỗi lá vàng là khoảng 0.005 cmdày và cadmium bao gồm khoảng 0.058 cm dày. Độ dày nhỏ lá nàogiảm thiểu những tác động của tự che chắn. Tập đầu tiên của vàng lá nặng 31.9 và 32,3mg cho các trần và bảo hiểm cadmium lá tương ứng. Tập thứ hai nặng 32,8và 33,1 mg cho các lá trần và bảo hiểm cadmium là tốt. Hai bộchiếu xạ cùng một lúc trong 5 giờ trong phòng mẫu tại gần ở khoảng cách 31,5 m (80 inch)và 87 cm (34,5 inch) từ collimator BP #1. Lá chiếu xạ đã được assayed 31bằng cách sử dụng một tiêu chuẩn HPGe gamma spectrometry hệ thống. Các hoạt động gây ra trong các bảo hiểmlá là do epithermal neutron chỉ. Các hoạt động do thông lượng nhiệtxác định là sự khác biệt giữa trần và bảo hiểm cadmium vàng lá. Cáctỷ giá fluence neutron nhiệt và epithermal đã được tính toán từ phản ứng tiêu chuẩn tỷ lệphương trình bằng cách sử dụng kích hoạt qua phần vàng, số lượng nguyên tử của 197Au trong cáclá, các hoạt động tương ứng sau khi chiếu xạ, bức xạ và thời gian phân rã, và cácphân rã liên tục của vàng. Đó cũng là phong tục để xác định tỷ lệ cadmium, tỷ lệ của cáchoạt động của trống và bảo hiểm cadmium lá. Một tỷ lệ cao cadmium là một dấu hiệu tốtrằng các chùm tia rất thermalized.Một tỷ lệ fluence nơtron nhiệt trung bình của 8,73 x 106 n cm-2s-1 được thu đượcvới một tốc độ trung bình epithermal fluence 1.11 x 105 n cm-2s-1. Trong khi nhiệtFluence tỷ lệ thu được được đánh giá đầy đủ, tỷ lệ fluence epithermal và mộttỷ lệ cadmium tương ứng của 5,57 đưa ra một dấu hiệu cho thấy rằng chất lượng của các chùm tiacó thể được phiền hà cho các ứng dụng PGNAA. Đã nói ở trên các dẫn đến nỗ lực đểcải thiện tỷ lệ cadmi. Các đo đạc kích hoạt lá đã được lặp đi lặp lại sau khiloại bỏ tất cả các thành phần trong chùm cổng để lại cắm hình trụ than chìĐối với các hồ bơi lò phản ứng kết thúc và họ xác nhận các đo đạc đầu tiên. Tuy nhiên, cácmức độ bức xạ neutron và gamma được tăng lên.Sự khác biệt không đáng kể trong neutron fluence tỷ lệ và tỷ lệ cadmium, kết hợpvới cao gamma và mức độ bức xạ neutron, buộc phải xem xét các lựa chọn khác