Измерение энергетических спектров быстрых нейтронов с идентификацией
нейтронов по форме импульса
Дискриминация нейтрон-гамма
Метод времени пролета является основным для измерения энергетических
спектров быстрых нейтронов. Для регистрации нейтронов используются быстрые
органические твердые или жидкие сцинтилляторы. Образующиеся в результате
взаимодействия нейтронов с веществом сциниллятора протоны отдачи вызывают в
сцинтилляторах люминесценцию. Однако, как правило, измерения проходят в условиях
высокого гамма-фона. Гамма-кванты регистрируются в сцинилляторах за счет,
образующихся в результате их взаимодействия с веществом сцинтиллятора,
электронов. Световой выход органических сцинтилляторов значительно больше для
электронов, чем для протонов сравнимой энергии. Гамма-фон, однако, можно
эффективно подавить, использовав то обстоятельство, что фронты световых
импульсов, вызванных гамма-квантами, составляют около 10 нс, а нейтронами около
130 нс. Если сформировать биполярный сигнал, то момент пересечения нуля для
импульса от нейтрона будет несколько сдвинут по времени по сравнению с импульсом
от гамма-кванта.
На рис. 1. показана упрощенная блок-схема спектрометра
нейтронов по времени пролета с n--дискриминацией.
Рис. 1. Упрощенная блок-схема спектрометра нейтронов по времени пролета с n--дискриминацией.
Импульс с предусилителя
сцинтилляционного детектора поступает на спектрометрический усилитель, в
котором формируется биполярный сигнал. Этот сигнал поступает на схему временной
привязки по нулю биполярного импульса (временной одноканальный анализатор 1).
Сигнал, фиксирующий прохождение нуля, поступает на стоповый вход
ВАК
1. С предусилителя сцинтилляционного детектора сигнал поступает также на
быстрый дискриминатор 1, который фиксирует начало сигнала. Таймирующий
импульс с быстрого дискриминатора (1) поступает на стартовые входы ВАКов 1 и 2.
В ВАК 1 формируется сигнал, который используется для n--дискриминации.
С помощью временного одноканального анализатора 2 выбирается область амплитуд,
которая соответствует нейтронным сигналам. ВАК 2 служит для получения временного
спектра. Здесь используется
обратная временная шкала. Таймирующий сигнал от быстрого дискриминатора 2,
который фиксирует время появления сгустков частиц от работающего в импульсном
режиме ускорителя, через задержку поступает на стоповый вход ВАКа 2. Стоящие
после ВАКа 2 линейные ворота,
управляемые временным одноканальным анализатором 2, пропускает только сигналы
соответствующие только "нейтронным" событиям.
-дискриминацией.