CC BY
10
И 3 в в с т и я
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1962
Том 122
ПРИМЕНЕНИЕ ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ ТИПА Я-2 ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРА НЕЙТРОНОВ ОТ БЕТАТРОНА
А. К. БЕРЗИН, Б. М. ЯКОВЛЕВ, А. А. ЯТИС
Проведенные ранее исследования состава пучка излучения бетатронов с энергией до 25 Мэв [1 , 2, 3] показали, что в пучке, помимо тормозного -[-излучения высокой энергии, имеются высокоэнергетические электроны, медленные и быстрые нейтроны. Изучение углового и энергетического распределения рассеянного 7-излучения ускорителя с использованием метода наведенной активности (в качестве пороговых детекторов использовались изотопы элементов Си'13 и С1", имеющие пороги (7, п)-реакции 10,85 Мэв и 18,77 Мэв соответственно) привело к установлению высокоэнергетических компонент в спектре рассеянного у-излучения, а также активации деталей установки под действием этих у-квантов и сопровождающих их потоков нейтронов. В связи с этими исследованиями перед нами была поставлена задача провести определение спектра нейтронов, так как знание энергетического распределения нейтронов оказывается очень важным при постановке ряда физических и других экспериментов. В настоящей работе приводятся результаты измерения энергетического распределения нейтронов в пучке тормозного 7-излучения одного из бетатронов с энергией 25 Мэв, изготовленных в Томском политехническом институте. В качестве детектора нейтронов использовались ядерные фотоэмульсии.
При этом следует отметить, что в данном случае регистрация нейтронов по протонам отдачи с помощью ядерных фотоэмульсий является довольно сложной задачей, так как возникают затруднения из-за необходимости проведения этих экспериментов в присутствии фона ^-квантов высокой энергии, приводящего к сильному почернению пластинок.
Для определения спектра нейтронов в поле тормозного 7-излуче-ния бетатрона нами применялись отечественные фотопластинки типа НИКФИ Я-2 с фотоэмульсией толщиной 200 микрон. Эти ядерные фотоэмульсии позволяют детектировать протоны с энергией до 30 ; 35 Мэв. Фотопластинки устанавливались в пучке -¡-квантов на расстоянии 1 м от мишени бетатрона, причем облучение их производилось строго фиксированной дозой 7-излучения. Облучение пластинок производилось при отсутствии упаковки, что обуславливало исключение возможных ошибок за счет протонов, образующихся в результате ядерных реакций в упаковочном материале.
Оптимальная доза тормозного 7-излучения при облучении пластинок составляла 5 р. Контроль интенсивности 7-излучения установки
осуществлялся с помощью двух ионизационных камер, одна из которых устанавливалась на расстоянии 1 м от мишени, в месте расположения пластинок. После соответствующей обработки просмотр фотопластинок и измерение следов протонов отдачи производились на микроскопах МБИ-3 и МБИ-8М с помощью окулярной шкалы. Окулярная шкала градуировалась по объект-микрометру при различной оптике согласно инструкции, прилагаемой к микроскопу. Так как след протона отдачи в эмульсии проходит наклонно, то приходится измерять горизонтальную и вертикальную проекции следа. Горизонтальная составляющая С следа измерялась с помощью окулярной шкалы микроскопа, а вертикальная составляющая Н следа протона отдачи--путем настройки резкости оптической системы микроскопа на концы трека с помощью микромеханизма. Длина пробега /? протона отдачи в эм улье и и определялась из соотношения
где - коэффициент усадки, величина которого для эмульсии Я-2 200 микрон составляла 1,97.
Зная величину пробега частицы в эмульсии, можно, воспользовавшись кривыми пробег—энергия |4] или таблицами [5|, произвести оценку энергии протонов. Следует отметить, что эти таблицы составлены для фотоэмульсии типа Шогс! С-2, но их можно использовать и для наших эмульсий, так как разница в составе тех и других эмульсин иезначительна.
Ни результатам наших измерений построен спектр протонов отдачи, представленный па рис. 1. Спектр протонов распространяется ло энергии в пределах от 0,25 до 6,25 Мэв и имеет максимум в области от 1,25 до 1,5 Мэв. При этом следует отметить, что эти первые измерения спектра нейтронов по протонам отдачи в ядерных фотоэмульсиях производились при отсутствии в пучке у-квантов от бетатрона фильтра и втулок (диафрагм) коллиматора; поле облучения, ограниченное отверстием коллиматора, было равно 10,5 см на расстоянии 1 м от мишени.
В дальнейшем будут опубликованы результаты повторных измерений спектра нейтронов с использованием фотоэмульсий при наличии в пучке фильтра и при различных полях облучения, а также измерение энергетического распределения нейтронов в тканеэквивалентпом фантом е.
Я- ¡¡:2 (И .Бу р микрон,
Рис. 1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Б. М. Яковлев, Р. П. М е щ е р я к о в, А. Л. Грязно в. Доклад на 1П Всесоюзной конференции по электронным ускорителям, г. Томск, 1959.
2. А. Л. Г р я з н о в, Р. П. Мещеряков, Б, М. Яков л е в. Научный отчет. № 0857/71, НИИ ТПИ, 1959.
3. А. К. Б е р з и и, Б.М.Яковлев. A.A. Я т и с. Изв. ТПИ, т. 122, 21 (\9у2) 4 1. Rotblatt. Nature, 164, 550, 1951.
5. P. I) e m e r s. Jonographie, p. 252, 1958.
