Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
492- В этом случае поток нейтронов можно рассчитать по формуле ф = Q/4 nR2, где R — расстояние от источника до облучаемого образца. Абсолютные измерения наведенной активности проводятся или 4 п-счетчиком, или методом ? — у-совпадений.
Поскольку любые абсолютные измерения связаны с известными трудностями, во всех случаях, когда это возможно, их стараются заменить относительными измерениями. Предположим, что требуется измерить энергетическую зависимость сучения реакции для вещества X, и мы располагаем другим веществом Э (эталоном), для которого эта зависимость известна (вещество Э может применяться также в виде активируемого образца или это может быть слой делящегося вещества, нанесенный из электроды камеры деления, или 10B в пропорциональном счетчике и т. п.). Если облучить образцы X и Э в одном и том же потоке нейтронов (см. рис. 14.6), то, отвлекаясь для простоты от временных членов в формуле (14.43) и используя вместо нее соотношение (14.40), можно представить наблюдаемые эффекты в виде
ox = єл^ф*;
откуда
аэ = еэлэогэФэ,
E3 Ila
(14.45)
бх "х \ аэ Здесь (Фх - Фэ).
Если отношение эффективностей регистрации излучения, возникающего при облучении нейтронами образцов X и Э, известно, то отсюда сразу можно найти интересующее нас сечение. Если же это отношение неизвестно, то последнее выражение позволяет все же по результатам серии измерений при разных энергиях получить энергетическую зависимость Gx в относительных единицах. При этом надо быть уверенным только в том, что отношение є3/єх заведомо не зависит от энергии нейтронов. Если это так, что заменив отношение гэпэ/ехпх некоторой константой /г, в которую можно включить и абсолютное значение эталонного сечения, вместо (14.45) получаем
X (E) = k (ах/аэ) Э (E), (14.46)
где X и Э — сечения ffj и Os в относительных единицах. Последнее соотношение легко можно представить в виде кривой на графике, по оси абсцисс которого отложена энергия, а по оси ординат — величина X в произвольных единицах. Если из каких-либо иных измерений (скажем из опытов в сферической геометрии) известна величина ах хотя бы для одного значения энергии из рассматриваемого интервала, то это позволяет сопоставлением X и ах програ-дуировать ось ординат в абсолютных единицах и тем самым получить истинные значения ах в широком интервале энергий.
493- Для (п, 7)-реакций хорошо известны сечения для тепловых нейтронов практически на всех ядрах. Это позволяет провести облучения образцов X и Э на тепловых нейтронах, из которых можно получить аналогично (14.45) соотношение
aj = aj(ea «э/ех пх) (ayal). (14.47)
Комбинация (14.45) и (14.47) позволяет исключить неизвестное отношение еэ/ех:
ах = OT3 (c>l/ol)[(aJa3)/ {аЦаІ)]. (14.48)-
Последняя разновидность метода относительных измерений часто называется методом двух отношений. Заметим, что в соотношение (14.48) входят только непосредственно измеряемые на опыте скорости счета импульсов и табличные значения сечений.
Очевидно, что во всех случаях, когда интенсивность потока нейтронов не остается постоянной во времени, необходимо использовать мониторы.
Поправки и погрешности. При активационных измерениях основная поправка связана с учетом посторонних активностей. В некоторых случаях выделение таких активностей приобретает самостоятельный интерес, в результате приходится говорить скорее не о введении поправки, а о существеннейшей части основного эксперимента. Методы разделения различных активностей были рассмотрены выше.
При измерении на ускорителях приходится учитывать неоднородность потока нейтронов в образце и разброс энергий нейтронов, связанный с зависимостью энергии нейтронов от угла вылета. Поправки на эти эффекты проще всего внести расчетно. Их значение оказывается особенно большим при облучении образцов нейтронами, вылетающими из мишени под большими углами к оси пучка. Аналогичным образом можно ввести поправку на различие потоков нейтронов, которыми облучаются образцы X и Э (см. рис. 14.6), однако оно обычно мало. При измерениях методом двух отношений требуется вводить поправку на депрессию потока тепловых нейтронов в случае сильно поглощающих образцов. Самоблокировка нейтронов, а также другие эффекты, связанные с взаимодействием быстрых нейтронов с ядрами в образцах, при активационных измерениях обычно не существенны, так как образцы делаются очень тонкими. Поправки при ?- и у-счете рассматривались в гл. 10. Наконец, поправки на фон нейтронов, рассеянных от стен помещения, от различных деталей мишени ускорителя (в первую очередь от трубок с охлаждающей водой), от идущих иногда в ускорителе побочных реакций вводятся расчетными и экспериментальными способами; большинство из них также рассмотрено выше.
Основные погрешности при проведении относительных измерений связаны с погрешностями в опорных сечениях. В соотноше-
494- ниє (14.48), используемое при проведении измерений методом двух отношений, входят три опорных сечения: аэ, о^ и ах, причем совершенно ясно, что относительная погрешность определения искомого сечения ах не может быть выше наихудшей точности, с которой известны эти три величины.
