ساخت و آزمایش آشکارساز ترموپیلی نوترون در ستون حرارتی رآکتور تحقیقاتی تهران

با توجه به نیاز و کاربرد وسیع آشکارساز های نوترون به ویژه در رآکتورهای هسته ای و همچنین افزایش تعداد دستگاه های شتاب دهندۀ خطی، طراحی و ساخت آن ها یک امر ضروری به حساب می آید. هدف این مقاله، ساخت آشکارساز نوترون باقابلیت جبران سازی پاسخ گاما و دمای محیط است. برای ساخت این آشکارساز ازترموکوپل های ویژه ای که محل اتصال سیم ها (نقطۀ داغ ترموکوپل) در آن باکاربید بور پوشش دهی شده است، استفاده شد. دریک شار نوترونی در محیط، ترموکوپل پوشش داده شده با کاربید بور به دلیل برهم کنش اتم های بور با نوترون ها و آزاد شدن ذرات آلفای پرانرژی (باانرژی 31/2mev) باعث تولید ولتاژی در دو سر نقطۀ اتصال ترموکوپل ها می شود. ولتاژ (سیگنال) ترموکوپل، متناسب است با چگالی ذرات نوترون و برای حذف اثر پرتوهای گاما و دمای محیط از ترموکوپل های پوشش دهی شده با آلومینیوم به صورت تفاضلی در آشکارساز قرار داده می شود، زیرا به لحاظ عدد اتمی، چگالی اتمی و ضریب رسانایی گرمایی و ظرفیت گرمایی به کاربید بور نزدیک می باشد. این آشکارساز در ستون حرارتی رآکتور تحقیقاتی تهران مورد آزمایش قرار گرفت و آستانۀ شار اندازه گیری شده به وسیلۀ آن آشکارساز با آزمایش فویل ایندیم 8^10*1.526 n/cm^2-sبه دست آمد

Manufacturing and testing of a Neutron Thermopile detector at Tehran research reactor’s thermal column

Upon increasing needs and vast application of neutron detectors, especially in nuclear reactors and growing number of linear accelerators, design and manufacturing of neutron detectors is a serious demand. The aim of this project is building neutron detectors capable of compensating gamma and temperature response in a radiation media. A special thermocouple coated with Boron carbide at the junction is developed. In a neutron flux, the nuclear reaction between neutron and Boron carbide which produces alpha particles, induce a voltage across the junction which is proportional to neutron density. To eliminate the effect of gamma and temperature of the medium, a thermocouple coated with Aluminum used as a differentiation mode in the detector, because of close atomic number, density, conduction coefficient and heat coefficient of Boron carbide and Aluminum. Detector is placed into thermal column of TRR. The threshold of measured flux was found to be using indium foil.