Ядерно-оптический преобразователь для детектирования нейтронов

30.06.2025 2025 - №02 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

П.Б. Басков Я.В. Глазюк Г.В. Маричев

https://doi.org/10.26583/npe.2025.2.03

Для регистрации нейтронов in situ оптическим способом разработан ядерно-оптический преобразователь (ЯОП) с аргоном в роли люминофора и радиатором из FeB, конвертирующий нейтронный поток в поток высокоэнергетических продуктов ядерных реакций. Данные радиаторы получены методом твердофазного диффузионного насыщения бором сталей. Они обладают высокой радиационной стойкостью и механической прочностью, что делает их пригодными к эксплуатации при температурах до 1000°С. Экспериментально показана работоспособность ЯОП при выходе на мощность реактора ИВВ-2М при потоках нейтронов от (9,5±1,9)⋅10⁹ до (1,45±0,29)⋅10¹³ н⋅см^–2⋅сек^–1 (E<0,625 эВ). В измерениях получены оптические сигналы в виде спектров люминесценции с ЯОП при плотностях потока нейтронов от (8,8±1,3)⋅1010 н/см²с, что соответствовало интенсивности свечения аргона (0,10±0,01) мкВт/см² от ионизации α-частицами (1,47 МэВ) и ионами ⁷Li из слоев фазы FeB. Получены спектры индуцированной радиолюминесценции аргона в ЯОП при 300–600 нм, состоящие из более 20-ти линий. Показано пропорциональное изменение интенсивности радиолюминесценции ЯОП в зависимости от потока нейтронов в диапазоне значений, отличающихся более чем на два порядка.

Ссылки

1. Малышев Е.К., Засадыч Ю.Б., Стабровский С.А. Газоразрядные детекторы для контроля ядерных реакторов. М.: Энерготомиздат, 1991, 160 с.
2. Сахаров В.В., Басков П.Б., Берикашвили В.Ш., Ивкина О.В., Косов Д.Е., Мосягина И.В., Фролов Н.Н., Шарипова М.А. Оксидная наноуровневая модификация поверхности неорганических материалов. Наноинженерия. 2011;6:15–25.
3. Сахаров В.В., Мосягина И.В., Басков П.Б., Степанов В.А. Физико-материаловедческая комбинаторика пленочно-стекловолоконных материалов для радиационно-люминесцентного детектирования нейтронных потоков. Вопросы радиационной безопасности. 2016;2(82):55–63.
4. Сахаров В.В., Маричев Г.В, Басков П.Б., Степанов В.А. Ядерно-оптические преобразователи для детектирования сильных нейтронных полей. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2021;4:122–134. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.4.11
5. Басков П.Б., Маричев Г.В, Сахаров В.В., Степанов В.А. Гибридные камеры для детектирования нейтронных полей. Материалы XIV Всероссийской научной конференции «Технологии и материалы для экстремальных условий», 16–20 сентября 2019 г., Агой, Россия. М.: МЦАИ РАН, 2019, с. 332–336. DOI: 10.26103/MZ.2019.62.63.049
6. Маричев Г.В, Степанов В.А. Разработка электродов гибридных ионизационных камер деления. XV Международный семинар «Структурные основы модифицирования материалов». Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2021, с. 163–164.
7. McLane V. EXFOR Basis. A Short Guide to the Nuclear Reaction Data Exchange Format. BNL-NCS/05-Rev., 2000. DOI: https://doi.org/10.2172/767143
8. Стриганов A.P., Свентицкий H.C. Таблицы спектральных линий. М.: Атомиздат, 1966, 900 с.
9. Физические величины: Справочник (Под ред. И.С. Григорьева, Е.3. Мейлихова). М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.
10. Омаров О.А., Омарова Н.О., Омарова П.Х., Рамазанова А.А., Аль-Харети Ф.М.А., Хачалов М.Б. Спектроскопия плазмы искрового пробоя газов в сильных магнитных полях. Инженерная физика. 2013;5:50–58.

детекторы нейтронов ионизационная камера ядерно-оптический преобразователь спектр радиолюминесценции

Ссылка для цитирования статьи: Басков П.Б., Глазюк Я.В., Маричев Г.В. Ядерно-оптический преобразователь для детектирования нейтронов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 2. – С. 33-39. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.2.03 .