طراحی و کالیبراسیون یک آشکارساز غیرفعال برای تفکیک ذرات نوترون، پروتون و آلفا در میدان‌های تابش مخلوط

نویسندگان

1 دانشگاه شیراز

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

چکیده

در این مقاله کالیبراسیون آشکارساز ردپای هسته ای CR-39نسبت به هر یک از ذارت پروتون، نوترون و آلفا به طور جداگانه تحت شرایط خورش یکسان صورت گرفته است. بدین منظور از چشمه استاندارد امرسیوم- بریلیوم و فانتوم پلاکسی گلاس برای پرتودهی نوترون، از چشمه استاندارد امرسیوم و کولیماتورهای برنجی برای پرتودهی آلفا و از شتابدهنده واندوگراف برای پرتودهی نوترون استفاده شده است. برای آشکارسازی ردپاها روی  CR-39از محلول خورش سدیم هیدروکسید 6.25N و دمای خورش 85 درجه سانتی گراد استفاده شده است. در نهایت با استفاده از نتایج به دست آمده حفاظ های مختلف آشکارسازی طراحی شد که قادر به تفکیک ذرات نوترون سریع، نوترون حرارتی، نوترون آلبدو و پروتون و آلفا در میدان های مخلوط بوده و در مورد ذرات باردار علاوه بر مشخص کردن سهم هر ذره از توانایی جداسازی انرژی نیز برخوردار بوده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and calibration of a passive detector for separating neutron, proton and alpha particles in mixed radiation fields

نویسندگان [English]

  • farbod bahrami 1
  • Samaneh Baradaran 2
  • Fereidoun Mianji 2
  • Reza Faghihi 1
1
2
چکیده [English]

In this study, calibration process was carried out for deigned new CR-39 nuclear track detector for protons, neutrons and alpha particles separately under the same etching condition. In order to aim this purpose, americium-beryllium standard source (241Am-Be) and Plexiglas phantom for neutron irradiation, brass collimators and americium standard source (241Am) for alpha irradiation and the accelerator and Van de Graff accelerator for proton irradiation were employed. Sodium hydroxide solution 6.25N at the temperature of 85 °C was used for CR-39 etching. Considering obtained results, different detection shields were designed to distinguish between fast neutron particles, thermal neutrons, albedo neutrons, protons and alpha in mixed radiation fields. Moreover, both the contribution of each particle and the ability of the designed detector to discriminate energy of charged particles were found.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CR-39
  • Track Detection
  • Separating
  • Mixed Radiation Field
  • Calibration

مراجع

[1] S. Akkoyun. Time of flight discrimination between gamma-rays and neutrons by using artificial neural networks. Ann. Nucl. Energy. 55(2013) 297-301. [2] A. Jancar, Z. Kopecký, J. Dressler, M. Veškrna, M. Matěj, et al. Pulse shape discrimination of the new plastic scintillators in neutron-gamma mixed field using fast digitizer card. Radiat. Phys. Chem.116 (2015) 60-64. [3] I. A. Pawelczak, A.M. Glenn, H.P. Martinez, M.L. Carman, et al. Boron-loaded plastic scintillator with neutron-γ pulse shape discrimination capability. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 751(2014), 62-69. [4] M. Takada, S. Taniguchi, T. Nakamura, N. Nakao, et al. Characteristics of a phoswich detector to measure the neutron spectrum in a mixed field of neutrons and charged particles. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 476(2002) 332-336. [5] A. Majeed, F. Humayun, S. M. Ahmad, S. A. Durrani. A simple technique to discriminate various charged particles using SSNTDs. Nucl. Tracks. Radiat. Meas. 22(1993) 679-682. [6] D. Nikezic and k. N. Yu. Formation and growth of tracks in nuclear track materials. Mat. Sci. Eng. 46(2004) 51-123. [7] F. Castillo, G. Espinosa, , J.I. Golzarri, , D. Osorio, et al. Fast neutron dosimetry using CR-39 track detectors with polyethylene as radiator. Radiat. Meas. 50(2013) 71-73. [8] D. Fan, W. Zhuo, , B. Chen, C. Zhao, et al. An improved electrostatic integrating radon monitor with the CR-39 as alpha particle detector. Radiat. Prot. Dosim. 167(2015) 1-3. [9] S. Codaira, R.V. Tolochek, , I. Ambrozova, H. Kawashima, et al. Verification of shielding effect by the water-filled materials for space radiation in the International Space Station using passive dosimeters. Adv. Space. Res. 53(2014) 1-7. [10] S. Paul, S.P. Tripathy, G.S. Sahoo, T. Bandyopadhyay, et al. Measurment of fast neutron spectrum using CR-39 detectors and a new image analysis program. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 729(2013) 444-450. [11] M. E. Ghazaly. On alpha particle spectroscopy based on the over-etched track length in PADC. Radiat. Eff. Defects S. 167( 2012) 421-427. [12] M. Sohrabi, M. Katouzi. Some characteristics of the AEOI neutriran albedo neutron personnel dosemeter .Radiat. Prot. Dosim. 34(1990) 149-152. [13] F. Bahrami, F. Mianji, R. Faghihi, M. Taheri, et al. Response of CR-39 to 0.9–2.5 MeV protons for KOH and NaOH etching solutions, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 813(2016) 96-101.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار