Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 193

Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. , Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики — М.: Атомиздат , 1977. — 528 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviexperementalnihmetodovyader1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 187 188 189 190 191 192 < 193 > 194 195 196 197 198 199 .. 232 >> Следующая


V (uu V

/А . cof / 2R Л2 ^ii -, Г 4ft , 2R „ w(t) = 1----Г при —I/--]--^Q;

4 h \ V J Уши

.. , W і 2R , Л а „ ^ ,^1 4ft ьу(/) = 1----hn при0</<1/---;

W 4Л V о / |/ wo V

/л Л J -I 4/1 2Я

ж (Л = 0 при/>1/---.

V at) V

Из этих соотношений следует, что нейтроны с различными скоростями имеют разную вероятность пройти через щели вращающегося ротора. Это необходимо учитывать при измерениях спектров. Усредненная по времени вероятность прохождения через ротор нейтрона со скоростью v называется функцией пропускания ротора T (V). Если скорость нейтронов выражать в безразмерных величинах ?rP = игр/и, а пропускание измерять по отношению к пропусканию для нейтронов с бесконечно большой скоростью

T (Ргр) =T (v)/T(°O), ТО

t(M = l-8?rV3 при 0<?rp<l/4;

T(?rp) = 8?2/3—8?rjJ-j- 16 V?^/З при l/4<?rp<l.

Зависимость т (?rP) показана на рис. 13.20 вместе с результатами экспериментальной проверки.

В качестве примера рассмотрим селектор, ротор которого имеет радиус R = 5 см, ширину щелей h = 1 мм и делает v = = 150 об/сек (9000 об/мин.). Такой селектор будет давать п = 2v = 300 вспышек!сек с длительностью тн = IifcoR — 21 мксек. Граничная скорость для этого селектора игР = 2400 м/сек, что соответствует энергии около 0,03 эв. Таким образом, на данном селекторе можно проводить измерения в интервале энергнй нейтронов от 0,03 до границы поглощения нейтронов кадмием около 0,4 эв. Для того чтобы нейтроны с v = игр не оказались рецикли-ческими, длина пролетной базы не должна превышать 8 м. При такой базе разрешение установки равно 2,6 мксек/м, чему соответствует AEIE = 1% при E = 0,03 эв и около 4,5% при E = 0,4 эв.

Для уменьшения игР можно снизить скорость вращения ротора, но это неминуемо приведет к ухудшению разрешения. Поэтому обычно пользуются другим приемом: щель в роторе делают бочкообразной, что обеспечивает пролет через нее медленных нейтронов без увеличения длительности интервала пропускания быстрых нейтронов. Процесс пролета медленного нейтрона через враща-

(13.68)

(13.69)

436- юіцийся ротор с бочкообразной щелью проиллюстрирован на рис. 13.21.

Иногда делают роторы селекторов с искривленными щелями (рис. 13.22). Если щель имеет форму дуги окружности с радиусом р, то через нее с наибольшей вероятностью проходят нейтроны, обладающие скоростью

V0 = 2 сор. (13.70)

Нейтроны как с большими, так и с меньшими скоростями проходят через такой ротор с меньшей вероятностью, потому что кривая

Рис. 13.20. Функция пропускания ротора с плоскими щелями

Рис. 13.21. Прохождение медленных (#) и быстрых (О) нейтронов через бочкообразную щель вращающегося ротора

функции пропускания т (?rP) имеет форму пика, ширина которого зависит от отношения 2рh/R2, а интервал скоростей v, с которыми нейтроны могут пройти через селектор, определяется соотношением

—(2ph/R2)/{ 1+2ph/R2)<^(v—v0)/v0<r,(2ph/R2)/( 1—2р h/R2) (13.71)

Таким образом, ротор с кривыми щелями позволяет получить частичную монохроматизацию пучка нейтронов, причем чем мень-Ifjjife величина 2рh/R2, тем уже интервал скоростей пропускаемых через селектор нейтронов. Отметим, что относительная ширина ЭТого интервала не зависит от скорости вращения ротора со, тогда Как наиболее вероятная скорость пропускаемых нейтронов (или, Что то же самое, положение указанного интервала на оси скоростей) целиком определяется (о. Из (13.70) следует, что для уменьшения U0 необходимо уменьшить ИЛИ (О, или р. Первое невы-

437- годно, так как уменьшение со неизбежно влечет за собой ухудшение энергетического разрешения. Поэтому если экспериментатор хочет всегда работать с максимально возможной скоростью вращения (чтобы иметь минимальные значения тн), то для перекрывания различных интервалов энергий приходится заменять ротор (так, для брукхейвенского селектора имелось три сменных ротора с различной кривизной щелей). Такая установка в целом гораздо сложнее, чем спектрометр с прямыми щелями, зато частичная мо-

нохроматизация пучка во многих случаях оказывается весьма полезной.

Отсечение нейтронов больших энергий можно осуществить также пропусканием нейтронного пучка через фильтр из какого-нибудь поликристаллического вещества, например бериллия (см. § 13.5).

V

Рис. 13.22. Ротор с кривыми щелями

Рис. 13 23 Ротор механического монохроматора с продольными щелями

Следует отметить, что уже с помощью первых селекторов была подтверждена максвелловская форма спектра медленных нейтронов, выходящих из замедлителя. В дальнейшем селекторы широко использовались для изучения взаимодействия медленных нейтронов с веществом и, в частности, при нейтронографических исследованиях структуры твердых тел.

Механический монохроматор. -Как было отмечено выше, ротор с искривленными щелями позволяет выделить из непрерывного спектра группу нейтронов с энергиями, заключенными между двумя предельными значениями .E1 и E2. Однако вынужденное уменьшение ширины щелей h с целью уменьшения отношения 2ph'R2 и сужения интервала скоростей пропускаемых нейтронов неизбежно приводит к падению интенсивности пучка, в результате чего получить хорошую монохроматизацию нейтронов с помощью такого селектора весьма трудно. Для монохроматнзации нейтронов можно использовать также ротор в виде цилиндра с продольными щелями, идущими по винтовой линии (рис. 13.23).
Предыдущая << 1 .. 187 188 189 190 191 192 < 193 > 194 195 196 197 198 199 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed