Published August 1965
| Version v1
Book
Experimental Study of the Neutron-Thermalization Process in Time in Graphite and Beryllium
Creators
- 1. Gosudarstvennyj Komitet po Ispol'zovaniju Atomnoj Ehnergii SSSR, Institut Atomnoj Ehnergii Im. I.V. Kurchatova, Moskva, SSSR (Russian Federation)
Description
A description is given of an experimental facility for studying the establishment of an equilibrium neutron energy spectrum in various media. Short pulses of fast neutrons were produced in the moderators under study by means of a high-current electron linear accelerator. At various intervals following the production of the fast-neutron pulse, the neutron spectra were measured in a beam extracted from the moderator by means of a mechanical chopper phased to the operation of the accelerator. The optimum resolution in spectrum measurement was 2.5 μs/m and the minimum uncertainty in the measurement of slowing-down time was 3.5 μs. Results are given for the measurement of non-stationary spectra in graphite (B2 = 8.9 x 10-3 cm-2) and in beryllium (B2 = 9.7 x 10-3, 24 x 10-3, 43 x 10-3 cm-2) for slowing-down times of between 30 and about 2500 μs. The results measured in beryllium were compared with calculations of non-stationary spectra performed with double-differential cross-sections computed on the basis of experimental data on the energy spectrum of Be lattice vibrations. The chemical binding and the thermal agitation of the atoms of the moderator were found to have a marked effect on the speed at which the neutron spectrum approaches the equilibrium spectrum even at times of about 30 μs, which corresponds to an average spectrum energy of about 1 eV for graphite and about 0.2 eV for beryllium. The total time needed to establish an equilibrium neutron spectrum was about 2000 μs in graphite and about 1000 μs in beryllium. The shape assumed by the neutron spectrum in small beryllium blocks is determined to a considerable extent by the effects of coherent scattering, the latter leading to the formation of so-called neutron traps which slow up the establishment of an equilibrium energy spectrum. (author)
Abstract (French)
Les auteurs décrivent une installation expérimentale permettant d'étudier le processus de formation d'un spectre énergétique des neutrons à l'état d'équilibre dans divers milieux. Pour obtenir des bouffées de neutrons rapides de courte durée dans les ralentisseurs considérés, on a utilisé un accélérateur linéaire de neutrons à courant intense. Le spectre des neutrons dans le faisceau à l'extérieur du ralentisseur était mesuré à des temps différents après la bouffée de neutrons rapides, au moyen d'un hacheur fonctionnant sur les mêmes phases que l'accélérateur. Le meilleur pouvoir de résolution obtenu pour la mesure du spectre était de 2,5 μs/m; l'indétermination minimale dans la mesure du temps de ralentissement s'élevait â 3,5 μs. Les auteurs indiquent les résultats auxquels ils sont parvenus en mesurant les.spectres non stationnaires dans le graphite (B2 = 8,9 * 10-3cm-2) et dans le béryllium (B2 = 9,7 * 10-3, 24 * 10-3, 43 * 10-3 cm-2) pour des temps de ralentissement de 30 à environ 2500 μs. Les résultats des mesures relatives au béryllium sont comparés aux calculs des spectres non stationnaires qui ont été effectués en utilisant des sections efficaces doublement différentielles déterminées sur la base des données expérimentales concernant le spectre énergétique des oscillations du réseau de Be. Le lien chimique entre les atomes du ralentisseur et leur mouvement thermique exerce une influence sensible sur la vitesse à laquelle le spectre des neutrons approche l'état d'équilibre, même pour des temps de l'ordre de 30 μs, ce qui correspond à une énergie moyenne du spectre d'environ 1 eV pour le graphite et de 0,2 eV pour le béryllium. Le temps nécessaire pour que le spectre des neutrons parvienne à l'état d'équilibre est pour le graphite d'environ 2000 μs et pour le béryllium de l'ordre de 1000 μs. La formation du spectre des neutrons dans les blocs de béryllium de petites dimensions est déterminée dans une grande mesure par les effets de la diffusion cohérente qui provoque l'apparition de «pièges» à neutrons et de ce fait ralentit ce processus. (author)Abstract (Spanish)
Los autores describen una instalación experimental para estudiar la formación de un espectro energético de neutrones en equilibrio, en diversos medios. Mediante un acelerador lineal de neutrones de elevada intensidad se produjeron eü los moderadores estudiados impulsos breves de neutrones rápidos. Los espectros neutrónicos se midieron a diversos intervalos después de emitida dicha ráfaga de neutrones en un haz extraído del moderador mediante un interruptor mecánico en fase con el acelerador. El. poder de resolución óptimo en la medición del espectro fue de 2,5 μs/m y la indeterminación mínima en la medición del tiempo de moderación, 3,5 μs. Los autores presentan resultados correspondientes a la medición de espectros no estacionarios en grafito (B2 = 8,9 * 10-3 cm-2) y en berilio (B2 = 9,7 * 10-3, 24 * 10-3, 43 * 10-3 cm-2) para tiempos de moderación comprendidos entre 30 fis y unos 2500 ps. Los resultados obtenidos para el berilio se comparan con cálculos de espectros no estacionarios realizados con secciones eficaces de captura doblemente diferenciales, determinados sobre la base de datos experimentales relativos al espectro energético de las vibraciones en el reticulado de Be. Se observó que la unión química y la agitación térmica de los átomos del moderador ejercen una gran influencia sobre la velocidad a la cual el espectro neutrónico se aproxima al equilibrio, aun para tiempos del orden de 30 ps, que corresponden a una energía espectral media de aproximadamente 1 eV para el grafito y alrededor de 0,2 eV, para el berilio. El tiempo total necesario para que el espectro neutrónico alcance el equilibrio fue de unos 2000 μs en el grafito y del orden de 1000 μs en el berilio. La forma que adopta el espectro neutrónico en pequeños bloques de berilio queda determinada en gran medida por los efectos de la dispersión coherente, que provoca la aparición de «trampas » neutrónicas, frenando así el proceso. (author)Abstract (Russian)
Opisana jeksperimental'naja ustanovka dlja izuchenija processa ustanovlenija ravnovesnogo energeticheskogo spektra nejtronov v razlichnyh sredah. Korotkie impul'sy bystryh nejtronov v izuchaemyh zamedliteljah sozdavalis' s pomoshh'ju sil'notochnogo linejnogo uskoritelja jelektronov. Spektry nejtronov v puchke, vyvedennom iz zamedlitelja, izmerjalis' v razlichnye vremena posle impul'sa bystryh nejtronov s pomoshh'ju mehanicheskogo preryvatelja, sfazirovannogo s rabotoj uskoritelja, nailuchshee razreshenie v izmerenii spektrov — 2,'' mksek/m, a minimal'naja neopredelennost' v izmerenii vremeni zamedlenija —3,5 mksek. Privedeny rezul'taty izmerenij nestacionarnyh spektrov v grafite (V2 = 8,9-10-3sm-2) i v berillii (V2 = 9,7 * 10-3, 24 * 10-3, 43 * 10-3 sm-2) v diapazone vremen zamedlenija ot 30 mksek do ∼2500 mksek. Rezul'taty izmerenij v berillii sravnivajutsja s raschetami nestacionarnyh spektrov, kotorye vypolneny s ispol'zovaniem dvazhdy differencial'nyh sechenij, vychislennyh na osnove jeksperimental'nyh dannyh ob energeticheskom spektre kolebanij reshetki Be. Himicheskaja svjaz' i teplovoe dvizhenie atomov zamedlitelja okazvajut zametnoe vlijanie na skorost' priblizhenija spektra nejtronov k ravnovesnomu dazhe pri vremenah ∼30 mksek, chto sootvetstvuet srednej energii spektra ∼1 jev dlja grafita i ∼0,2jev dlja berillija. Polnoe vremja, neobhodimoe dlja ustanovlenija ravnovesnogo spektra nejtronov, v grafite ∼2000 mksek i v berillii ∼1000 mksek. Formirovanie spektra nejtronov v blokah berillija malogo razmera sushhestvennym obrazom opredeljaetsja jeffektami kogerentnogo rassejanija, kotoroe privodit k obrazovaniju tak nazyvaemyh nejtronnyh lovushek, zamedljajushhih process ustanovlenija ravnovesnogo energeticheskogo spektra. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Етуде Еxпериментале ду Проcессус де Тхермалисатион дес Неутронс ен Фонcтион ду Темпс данс ле Грапхите ет ле Béрыллиум; Экспериментальное изучение процесса термализации нейтронов во времени в Графите и Бериллии; Естудио Еxпериментал дел Проcесо де Термализаcион де Неутронес ен ел Графито ы ен ел Берилио, ен Фунcион дел Тиемпо
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Pulsed Neutron Research. Vol. I. Proceedings of the Symposium on Pulsed Neutron Research
- Imprint Pagination
- 713 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 623-641
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Pulsed Neutron Research
- Dates
- 10-14 May 1965
- Place
- Karlsruhe (Germany)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44078794
- Subject category
- S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference, Numerical Data
- Descriptors DEI
- BERYLLIUM; COHERENT SCATTERING; COMPARATIVE EVALUATIONS; DIFFERENTIAL CROSS SECTIONS; ENERGY SPECTRA; EXPERIMENTAL DATA; FAST NEUTRONS; GRAPHITE; LATTICE VIBRATIONS; LINEAR ACCELERATORS; MODERATORS; NEUTRON BEAMS; NEUTRON CHOPPERS; NEUTRON SPECTRA; NEUTRON SPECTROSCOPY; PULSED NEUTRON TECHNIQUES; RESOLUTION; THERMALIZATION
- Descriptors DEC
- ACCELERATORS; ALKALINE EARTH METALS; BARYONS; BEAM PULSERS; BEAMS; CARBON; CROSS SECTIONS; DATA; ELEMENTARY PARTICLES; ELEMENTS; EVALUATION; FERMIONS; HADRONS; INFORMATION; METALS; MINERALS; NEUTRONS; NONMETALS; NUCLEON BEAMS; NUCLEONS; NUMERICAL DATA; PARTICLE BEAMS; SCATTERING; SLOWING-DOWN; SPECTRA; SPECTROSCOPY
Optional Information
- Notes
- 18 refs., 11 figs., 2 tabs. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--62/108