Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Измерение характеристик полей источников нейтронов разработанным спектрометром Боннера

10.12.2025 2025 - №04 Применение ядерных методов и средств

В.А. Кугавда А.П. Денисенко Е.В. Рябева

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.16

УДК: 539.1.074.85

Представлены разработанный спектрометр Боннера, экспериментальные измерения, восстановленные спектры изотопных источников нейтронов и их спектрометрические и дозиметрические характеристики. Спектрометр Боннера состоит из активационного блока детектирования на основе серебра, блока сопряжения и набора полиэтиленовых замедляющих сфер диаметрами 3, 5, 7, 10 и 15 дюймов. В одной и той же геометрии эксперимента проведены измерения, а также восстановлены спектры нейтронов «чистого» 241AmBe и замедленных нейтронов того же источника по показаниям интегрального числа импульсов различными методами: итерационными (GRAVEL и MAXED), параметрическими (АТОМТЕХ, КАСКАД) и методом машинного обучения (RandomForest). Проведена оценка качества восстановления спектра, в том числе сравнением с известными спектрами, по интегральной дозовой характеристике – средний дозовый пересчетный коэффициент из флюенса нейтронов в амбиентный эквивалент дозы. Показано, что наиболее качественное восстановление спектра изотопных источников во всем энергетическом диапазоне достигается (тепловые, промежуточные и быстрые нейтроны), если в качестве априорной информации используются спектры, восстановленные по показаниям сцинтилляционного спектрометра на основе стильбена в высокоэнергетической области (более 1 МэВ).

Ссылки

  1. Li Chongwei, Zhou Hongzhao, Liu Haixia, Sun Tao, Fan Haijun, Yang Jun, Xiao Wuyun. Neutron spectrometry of D2O-moderated 252Cf with Bonner sphere spectrometer Applied Radiation and Isotopes. 2023;197:1–6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2023.110824
  2. Hu Qingdong, Ma Hao, Zeng Zhi, Cheng Jianping, Chen Yunhua, He Shengming, Li Junli, Shen Manbin, Wu Shiyong, Yue Qian, Yue Jianfeng, Zhang Hui. Neutron background measurements at China Jinping underground laboratory with a Bonner multi-sphere spectrometer. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2017;859:37–40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2017.03.048
  3. Савин Д.И., Урупа И.В., Лупарь Е.Э., Ибрагимов Р.Ф., Рябева Е.В. Спектрометрический стенд на основе стильбена для восстановления энергетического распределения источников быстрых нейтронов. Атомная энергия. 2022;133(2):101–105. URL: https://www.j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/5225 (дата обращения 10.05.2025).
  4. ДБН-А03Д. НПП ДОЗА. URL: www.doza.ru/catalog/continuous_monitoring/detection_bloks/DBN-A03D/ (дата обращения: 12.05.2025).
  5. DownloadGeant4-10.7.2. Geant4. URL: geant4.web.cern.ch/download/10.7.2.html (дата обращения: 12.05.2025).
  6. Jun Chen B.Sc. Geant4 simulations and experimental tests of a silicon CD detector. China, 2006, 80 p.
  7. Wiegel B., Alevra A.V. NEMUS – the PTB Neutron Multisphere Spectrometer: Bonner spheres and more. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2002;476:36–41. DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)01385-7
  8. ISO 8529-1, Neutron reference radiations fields – Part 1: Characteristics and methods of production.
  9. Kanj A., Lynde C., Carrel F., Frangville C., Thiam C., Ben Mosbah M., Venara J. Performance of deconvolution codes (MAXED, GRAVEL, MLEM) for neutron spectrometry of radioactive source using plastic scintillator simulated data. Radiation Measurements. 2024;176:107206. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2024.107206
  10. Pyshkina M.D., Vasilyev A.V., Nazarov E.I., Ekidin A.A. Characteristics of neutron fields around biological shielding of research nuclear reactors in Russia. Radiation Measurements. 2025;180:107325. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2024.107325

нейтронная спектрометрия сферы Боннера MAXED GRAVEL АТОМТЕХ КАСКАД RandomForest амбиентный эквивалент дозы нейтронов средняя энергия

Ссылка для цитирования статьи: Кугавда В.А., Денисенко А.П., Рябева Е.В. Измерение характеристик полей источников нейтронов разработанным спектрометром Боннера. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 4. – С. 207-221. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.16 .

Открыть PDF файл