Spektrometrie neutronového pole zdrojové reakce p(22) + Be na neutronovém zdroji NG-2

Abstract

Na Ústavu jaderné fyziky Akademie věd České republiky je v provozu cyklotronem řízený generátor rychlých neutronů NG-2. Předkládaná diplomová práce podrobně charakterizuje a úspěšně završuje výzkumný projekt zaměřený na aktivační spektrometrii pole neutronů ze zdrojové reakce 22MeV protonového svazku na tlustém beryliovém terči. Klíčový aktivační experiment spočíval v ozáření sady dozimetrických fólií z 11 aktivačních materiálů (Ni, Co, Au, In, Ti, Al, Y, Lu, Fe, Nb, Cu) ve vzdálenostech 14 mm a 154 mm od zdroje a v cyklickém proměřování jejich gama spekter na HPGe detekčním systému Canberra. Analýzou experimentálních dat byly stanoveny reakční rychlosti na jedno terčové jádro pro identifikované aktivační a prahové interakce. V závěrečném procesu dekonvoluce pomocí kódu SAND-II se obdržené reakční rychlosti spolu s excitačními funkcemi z knihovny EAF-2010 využily k rekonstrukci neutronových spekter v obou studovaných pozicích. Korektnost výsledků dekonvoluce byla ověřena několika nezávislými testy. Nově rekonstruovaná spektra poskytnou pracovišti dobře definovaný nástroj pro širokou škálu experimentů z oblasti validace jaderných dat, neutronové aktivační analýzy rychlými neutrony a testování radiační odolnosti mikroelektroniky.

At the Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Sciences, cyclotron-driven fast neutron generator NG-2 is operated. Proposed diploma thesis provides detailed characterization and successful completion to a research project aimed at activation spectrometry of the neutron field produced by source reaction of 22 MeV proton beam on thick beryllium target. Key activation experiment consisted of irradiating dosimetry foil sets comprising 11 activation materials (Ni, Co, Au, In, Ti, Al, Y, Lu, Fe, Nb, Cu) at the distance of 14 mm and 154 mm from source, and obtaining foils’ gamma spectra by cyclical measurements on HPGe Canberra detection system. By analyzing the experimental data, reaction rates per one target nucleus were received for identified activation and threshold reactions. Within the final deconvolution process utilizing SAND-II code, obtained reaction rates along with excitation functions from EAF-2010 library were used to reconstruct neutron spectra in both investigated positions. Several independent tests were performed in order to increase confidence in deconvolution results. At the facility, newly reconstructed spectra will serve as a well-defined tool for a broad range of experiments, covering nuclear data validation, fast neutron activation analysis, and radiation hardness testing of microelectronics.