Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
6. Замедление нейтронов в образце. При рассеянии на ядрах образца нейтроны частично теряют свою энергию, в результате чего могут изменяться вероятность их неупругих столкновений с ядрами образца и эффективность их регистрации детектором. Последний эффект полностью отсутствовал бы при измерениях сечений поглощения нейтронов идеальным всеволновым детектором. При реальных измерениях всегда приходится вводить поправки, особенно при измерениях сечений поглощения нейтронов от Na — Ве-источника с энергией E = 830 кэв, когда существенный вклад в процесс замедления начинает вносить неупругое рассеяние нейтронов. Из-за сложности внесения поправок на данный эффект большинство экспериментаторов ограничивалось проведением измерений с нейтронами от Sb — Ве-источника, при энергии которых ( ~ 24 кэв) вероятность неупругого рассеяния почти для всех веществ равна нулю. Замедление в результате упругого рассеяния может дать заметный эффект лишь при измерениях сечений для самых легких элементов (Л < 20).
7. «Сток» нейтронов в образец. Если в качестве детектора используется водяной бак, то часть замедляющихся в воде нейтронов может возвращаться в образец и поглощаться в нем, что вызовет уменьшение общего потока нейтронов в баке и соответственно уменьшение скорости счета детекторов. Данный эффект можно существенно уменьшить, если в баке сделать сферическую полость, радиус которой R > ге, и образец с источником помещать в центре этой полости. Вероятность стока нейтронов в образец пропорциональна телесному углу, под которым образец виден с поверхности полости, т. е. величине (гJr)2, поэтому при R > ге относительное значение эффекта невелико. Его можно уменьшить еще в несколько раз, помещая и образец, и источник (как при измерениях с образцом, так и без образца) внутрь тонкостенного кадмиевого чехла. При этом сток тепловых нейтронов будет во всех измерениях определяться кадмиевым чехлом и, стало быть, его относительное значение будет оставаться ПОСТОЯННЫМ.
486- 8. Дефекты формы образца. Часто условия эксперимента требуют, чтобы в сферическом образце имелись отверстия, щели и другие отклонения от строго сферической формы. Наиболее часто с этим приходится сталкиваться при измерениях в обратной геометрии, когда внутри образца находится детектор, от которого должны отходить выводы сигналов. Учесть влияния всех необходимых отверстий проще всего, делая в образце такие же дополнительные отверстия и следя за тем, как они сказываются на изменениях скорости счета детекторов. Во всяком случае образец следует располагать так, чтобы все отверстия в нем лежали как можно дальше от прямой, соединяющей центры детектора и источника.
9. Рассеяние нейтронов образцом в монитор. При измерениях в обратной сферической геометрии с использованием в качестве источника нейтронов мишени ускорителя установка образца может привести к попаданию дополнительных нейтронов в расположенный поблизости монитор, в результате показания последнего изменятся и не будут пропорциональны потоку первичных нейтронов. Измерить данный эффект проще всего, сравнивая показания монитора нейтронов с показаниями интегратора тока мишени. Вообще во всех случаях, когда это допускается условиями эксперимента, желательно иметь два различных монитора вместо одного (например, «длинный» счетчик и интегратор тока).
10. Поправки на фон, создаваемый ложными импульсами в детекторе, рассеянными нейтронами, у-квантами и т. п., вносятся обычными методами (см. выше).
11. Поправки на погрешности регистрирующей аппаратуры (просчеты, отказы пересчетных схем и т. п.) вносятся как расчетом, так и методом изменения условий эксперимента: изменение загрузок, параллельное включение нескольких регистрирующих приборов и т. п:
12. Эффект блокировки сечений аналогичен эффекту, обсуждавшемуся при изложении экспериментов по измерению Ot в «хорошей» геометрии. Для экспериментальной оценки величины данного эффекта можно провести специальные эксперименты, в которых варьируется толщина образцов и сравнивается значение пропускания, измеренное на сферах из чистого материала (например, меди) и материала, сильно разбавленного слабо поглощающим нейтроны свинцом. Теоретические расчеты для некоторых элементов, например для золота и серебра, при типичных условиях проведения эксперимента предсказывают довольно большое значение эффекта: 15 и 20% соответственно. В результате оказывается, что поправка на блокировку сечений является в настоящее время наименее определенной и сильнее всего ограничивает погрешность проводимых измерений.
Подробно методы внесения поправок при измерениях в сферической геометрии рассмотрены в некоторых специальных работах. Оставляя в стороне вопрос о резонансной блокировке сечений, можно отметить, что, несмотря на многочисленность перечисленных
487- выше поправок, из-за малости каждой из них суммарная поправка к величине пропускания оказывается относительно небольшой (в большинстве случаев примерно 1% значения Т), поэтому надежность результатов измерений сечений в экспериментах при сферической геометрии почти столь же высока, как и при измерениях полных сечений в «хорошей» геометрии.
