Bases teóricas y modelización matemática de los convertidores térmicos de neutrones basados en láminas de gadolinio

Título original:

Theoretical Basis and Mathematical Modeling of the Thermal Neutron Converters Based on Gadolinium Foils

Contenido del libro:

Los convertidores de radiación neutrónica desempeñan un papel determinante en el desarrollo de detectores de estas radiaciones. Definen las características básicas de los detectores: la eficacia del registro, la energía, el tiempo y la resolución espacial.

Entre los convertidores de estado sólido se asignan especialmente el gadolinio y sus 157 isótopos, que poseen una alta sección transversal anormal de interacción con neutrones térmicos. La eficacia de los convertidores es el producto de tres variables. Estas son las siguientes (1) Probabilidades de captura de neutrones térmicos por el núcleo; (2) Probabilidades de creación de las partículas cargadas secundarias, en nuestro caso la conversión interna y los electrones Auger; (3) Probabilidades de escape de los electrones creados del material del convertidor.

Se describen los cálculos de modelos de la eficiencia de registro de neutrones térmicos por los convertidores de láminas fabricados de gadolinio natural y su isótopo 157. Examinados los procesos de absorción de neutrones en el material del convertidor y la probabilidad de escape de electrones secundarios. Realizado el cálculo para los convertidores con los diferentes espesores, y otros parámetros de los convertidores.

Se eligieron los espesores de convertidor más óptimos. Se estimó la contribución de los rayos X y de los rayos gamma de baja energía absorbidos directamente en el convertidor y la probabilidad de que se produzcan electrones secundarios. En caso de la cuenta de la contribución de los electrones formados por quantas de rayos X la eficiencia se aumenta un poco, pero su contribución no es más, que por 1 %.

Se presentan los cálculos de los convertidores complejos que representan como dos láminas delgadas de gadolinio situadas a ambos lados de las láminas de soporte de kapton y los convertidores complejos que representan un conjunto de láminas delgadas perforadas con el paso fino situadas una sobre otra en un volumen de gas. (Nova)