Spektrometrie neutronového pole urychlovačem-řízeného zdroje NG-2 s p(20)+Be reakcí

Abstract

V diplomovej práci je analyzované energetické spektrum nového neutrónového poľa na báze reakcie p(20) + Be. Neutrónové pole vzniká bombardovaním urýchlených protónov izochrónnym cyklotrónom U-120M na energiu 20 MeV energeticky hrubého berýliového terča v terčovej stanici NG-2. Reakcia p(20) + Be produkuje spojité energetické neutrónové spektrum s energiou do 18 MeV. V rámci analýzy nového neutrónového poľa bol vykonaný aktivačný experiment v ÚJF AV ČR v obci Husinec pri Prahe. Aktivačný experiment bol motivovaný snahou rozšíriť experimentálne možnosti terčovej stanice NG-2 v oblasti aktivačnej analýzy rýchlymi neutrónmi, integrálnych validácií a meraní nových jadrových dát. Na analýzu bola využitá metóda aktivačnej techniky a v novom neutrónovom poli bola ožiarená sada desiatich aktivačných detektorov (Au, In, Fe, Co, Ni, Nb, Al, Ti, Lu a Y). V predkladanej diplomovej práci sú analyzované posledné štyri aktivačné detektory z materiálov Lu, Nb, Ni a Y a sú im stanovené reakčné rýchlosti pre aktivačné a prahové reakcie. Na základe sady reakčných rýchlostí aktivačných a prahových reakcií neutrónov s aktivačnými detektormi bolo zrekonštruované spektrum neutrónového poľa p(20) + Be pomocou rekonštrukčného kódu SAND II. Spektrum neutrónového poľa p(20)+Be bude možné použiť hlavne pri experimentoch materiálového výskumu, validácie a merania nových jadrových dát.

Neutron energy spectrum of new neutron field based on reaction p(20) + Be is analysed in this diploma thesis. Neutron field is created by bombardment energetically thick beryllium target in target station NG-2 with protons accelerated to energy 20 MeV by isochronous cyclotron U-120M. Reaction p(20) + Be produces broad neutron spectrum with energies up to 18 MeV. Activation experiment was performed at NPI CAS in Řež near Prague. Motivation for the experiment was an effort to increas experimental possibilities of target station NG-2 for activation analysis with fast neutrons, nuclear data integral validation and measurements. Activation technique was used and set of ten activation detectors (Au, In, Fe, Co, Ni, Nb, Al, Ti, Lu and Y) was irradiated in order to analyze new neutron field. In this diploma thesis are analysed last four activation detectors from materials Lu, Nb, Ni and Y. Reaction rates for activation and threshold reaction in chosen activation detectors were estimated. Spectrum of neutron field from source reaction p(20) + Be was unfolded based on set of reaction rates of activation and threshold neutron reactions with activation detectors using unfolding code SAND II. Spectrum of neutron field from source reaction p(20)+Be could be used for materials research, nuclear data validation and measurements.