اندازه‌گیری فعالیت مطلق ورق طلا با استفاده از روش هم‌فرودیِ زمانی به منظور تعیین شار مطلق نوترون رآکتور صفر- قدرت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1. پژوهشکده‌ی رآکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 1589-81465، اصفهان ـ ایران

2 2. پژوهشکده‌ی رآکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 1339-14155، تهران ـ ایران

چکیده

در یک رآکتور صفر قدرت و به طور کلی در مجموعه­های بحرانی برای انجام آزمایش­ها، لازم است مقدار شار مطلق نوترون برای درجه­بندی توان رآکتور مشخص باشد. اندازه­گیری هم­فرودی زمانی دو تابش β و γ ناشی از فعال­سازی ورق طلا به­عنوان یک روش استاندارد برای اندازه­گیری شار مطلق نوترون شناخته شده است. شار مطلق نوترون از فعالیت مطلق ورق طلا محاسبه می­شود. پرتوهای بتا و گامای حاصل از نمونه­ی طلای فعال شده در یک بازه­ی زمانی کوتاه (حدود s 8-10) اندازه­گیری می­شوند. در این روش اندازه­گیری شار، ورقه­ی طلا در موقعیت موردنظر پرتودهی شده­ و سپس با اندازه­گیری هم­فرودی­های زمانی تابش­ها­ی بتا و گاما فعالیت مطلق ورقه­ی طلا به­دست می­آید. گستره­ی فعالیت قابل اندازه­گیری نمونه 102- Bq104 است. مزیت اصلی روش هم­فرودی زمانی، وابستگی مستقیم بازده­ آشکارسازها به آهنگ شمارش­ها است. با تغییر ولتاژ قوی آشکاساز بتا و در نتیجه تغییر بازده آن و اندازه­گیری آهنگ­های شمارش بتا، گاما و هم­­فرودی زمانی
می­توان نمودار تغییرات شمارش بتا را برحسب تغییرات بازده آشکارساز بتا رسم کرد. سپس با برون­یابی بازده آشکارساز­ بتا به مقدار 1، فعالیت مطلق ورق طلا محاسبه می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Absolute activity of gold foil measurement using coincidence method to determine absolute neutron flux of zero power reactor

نویسندگان [English]

  • P Kaviani 1
  • N Tehrani 2
چکیده [English]

To perform an effective experimental implementation in a zero- power reactor or more generally, critical assemblies, it is necessary to measure the total neutron flux to calibrate the reactor power. The 4πβ-γ coincidence method via the activation of gold foil is a well known standard method for absolute neutron flux measurements. The absolute neutron flux is obtained by measuring the absolute activity of the irradiated gold foil, ranged in 102-104 Bq. In this method, the gold foil is irradiated at the desired position. The beta, gamma, and the coincidence rates are by using the 4πβ-γ coincidence system, and the absolute activity of gold foil is then obtained. The β-γ rays emitted from the irradiated gold foil are recorded in a concise period of tim (of the order 10-8 seconds). The advantage of this method is that the efficiency of either detector is directly dependent on the counting rates. Changing the beta detector efficiency due to the high voltage change and then measuring  the beta, gamma, and coincidence counting rates, the plot of beta counting rates against the beta detector efficiencies can be introduced. By extrapolating the efficiencies to a unit value, the absolute activity of the gold foil can be obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Absolute Neutron Flux
  • Absolute Activity
  • Coincidence method
  • Gold foil
  1. J.F. RAFFLE, DETERMINATION OF ABSOLUTE NEUTRON FLUX BY GOLD ACTIVATION, J. NUCL. ENERGY, Part A: Reactor Science. 10, 8 (1959).
  2. P.J. CAMPION, The Standardisation of Radioisotopes by the Beta-Gamma Coincidence Method Using High Efficiency Detectors, (Nuclear Physics Branch Atomic Energy of Canada, 1958).
  3. J. THOMAS, THEORETICAL ANALYSIS OF THE 4πβ-γ COINCIDENCE METHOD, PHYSICS LABORATORY I, TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK.
  4. Y. Gao, D. Hu, 4µβ-γ coincidence equipment installation and commissioning program, (1993).
  5. H. MENKE, ABSOLUTE COUNTING OF THICKSOURCES BY THE 4πβ-γ COINCIDENCE METHOD, (Mainz, Germany, 1960).
  6. J. BARNOTHY, Coincidence Methods of Measuring Disintegration Rate of Radioactive Sources, The Review of Scientific Instruments. 2, 415 (1950).
  7. J.P. PEROLAT, SOME SPECIAL PROBLEMS IN COINCIDENCE MEASUREMENT, NULEAR INSTRUMENTS AND METHODS. 12, 143 (1973).
  8. A.P. BAERG, THE EFFICIENCY EXTRAPOLATION METHOD IN COINCIDENCE CONTING, NULEAR INSTRUMENTS AND METHODS.12, 179 (1973).
  9. Y. Gao, Absolute Neutron Flux Measuerement Technique and Data Processing Code, THECHNICAL TRANSFER DOCUMENT, (1993).
  10. P. Kaviani, N. Tehrani, M. Moubed, Basic of Absolute Activity Calculation by Coincidence Method, Esfahan Nuclear Technology Center, (1998).
  11. Y. GAO, 4πβ-γ COINCIDENCE SYSTEM, OPERATION GUIDE, (China Institute of Atomic Energy,1993).
  12. P.J. CAMPION, Int. J. Appl. Rad. Isotopes. 4, 232 (1959).