न्यूट्रॉन संसूचन

From Vigyanwiki
Revision as of 09:35, 25 April 2023 by alpha>Sweta
Science with neutrons
Neutron quark structure.svg
Foundations
Neutron scattering
Other applications
Infrastructure
Neutron facilities

न्यूट्रॉन डिटेक्शन (आविष्कार) एक अच्छी तरह से स्थित संसूचक में प्रवेश करने वाले न्यूट्रॉन का प्रभावी पता लगाना है। प्रभावी न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए दो प्रमुख स्वरूप हैं: हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर। डिटेक्शन हार्डवेयर इस्तेमाल किए जाने वाले न्यूट्रॉन डिटेक्टर के प्रकार को संदर्भित करता है (आज सबसे आम जगमगाहट डिटेक्टर है) और डिटेक्शन सेटअप में इस्तेमाल होने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए। इसके अलावा, हार्डवेयर सेटअप प्रमुख प्रायोगिक मापदंडों को भी परिभाषित करता है, जैसे स्रोत-डिटेक्टर दूरी, ठोस कोण और डिटेक्टर परिरक्षण। डिटेक्शन सॉफ़्टवेयर में विश्लेषण उपकरण होते हैं जो डिटेक्टर पर धर्षण करने वाले न्यूट्रॉन की संख्या और ऊर्जा को मापने के लिए ग्राफिकल (चित्रमय) विश्लेषण जैसे कार्य करते हैं।

बुनियादी भौतिकी

संकेत जिससे न्यूट्रॉन का पता लगाया जा सकता है

परमाणु और उप-परमाण्विक कणों का पता उन सिग्नेचर से लगाया जाता है जो वे अपने परिवेश के साथ परस्पर क्रिया के माध्यम से उत्पन्न करते हैं। कणों की मूलभूत विशेषताओं के परिणामस्वरूप बातचीत होती है।

  • चार्ज: न्यूट्रॉन तटस्थ कण होते हैं और सीधे आयनित नहीं होते हैं; इसलिए वे सीधे पता लगाने के लिए आवेशित कणों की तुलना में कठिन होते हैं। इसके अलावा, उनके गति के पथ केवल विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से कमजोर रूप से प्रभावित होते हैं।
  • द्रव्यमान: का न्यूट्रॉन द्रव्यमान 1.0086649156(6) u[1] प्रत्यक्ष रूप से पता लगाने योग्य नहीं है, लेकिन प्रतिक्रियाओं को प्रभावित करता है जिसके माध्यम से इसका पता लगाया जा सकता है।
  • प्रतिक्रियाएँ: न्यूट्रॉन लोचदार प्रकीर्णन के माध्यम से कई सामग्रियों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, एक रीकॉइलिंग न्यूक्लियस का उत्पादन करते हैं, एक उत्साहित न्यूक्लियस का निर्माण करने वाला इनलेस्टिक स्कैटरिंग, या परिणामी न्यूक्लियस के रूपांतरण के साथ अवशोषण। अधिकांश पता लगाने के तरीके विभिन्न प्रतिक्रिया उत्पादों का पता लगाने पर निर्भर करते हैं।
  • चुंबकीय क्षण: हालांकि न्यूट्रॉन का न्यूट्रॉन चुंबकीय क्षण होता है −1.9130427(5) नाभिकीय चुंबकत्व|μN, चुंबकीय क्षण का पता लगाने की तकनीकें न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए बहुत असंवेदनशील हैं।
  • विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण: न्यूट्रॉन के बारे में भविष्यवाणी की जाती है कि उसमें केवल एक छोटा सा न्यूट्रॉन वैद्युत द्विध्रुव आघूर्ण होगा, जिसका अभी तक पता नहीं चला है। इसलिए यह व्यवहार्य पहचान संकेत नहीं है।
  • क्षय: नाभिक के बाहर, मुक्त न्यूट्रॉन अस्थिर होते हैं और उनका औसत जीवनकाल होता है 885.7±0.8 s (लगभग 14 मिनट, 46 सेकंड)।[1] प्रोटॉन बनने के लिए एक इलेक्ट्रॉन और एक इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो के उत्सर्जन से मुक्त न्यूट्रॉन का क्षय होता है, एक प्रक्रिया जिसे बीटा क्षय के रूप में जाना जाता है:[2]

n0
 →
p+
 +
e−
 +
ν
e.
हालांकि
p+
 और
e−
 न्यूट्रॉन क्षय द्वारा उत्पादित पता लगाने योग्य हैं, एक व्यावहारिक डिटेक्टर प्रणाली के आधार के रूप में सेवा करने के लिए क्षय दर बहुत कम है।

क्लासिक न्यूट्रॉन का पता लगाने के विकल्प

इन गुणों के परिणामस्वरूप, न्यूट्रॉन की पहचान कई प्रमुख श्रेणियों में आती है:[3]

  • त्वरित प्रतिक्रियाओं के साथ अवशोषण प्रतिक्रियाएं - कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन आमतौर पर अवशोषण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से पाए जाते हैं। उपयोग की जाने वाली विशिष्ट अवशोषक सामग्री में न्यूट्रॉन के अवशोषण के लिए उच्च अनुप्रस्थ काट होते हैं और इसमें हीलियम -3, लिथियम 6, बोरॉन -10 और यूरेनियम-235 शामिल होते हैं। इनमें से प्रत्येक उच्च ऊर्जा वाले आयनित कणों के उत्सर्जन द्वारा प्रतिक्रिया करता है, जिसके आयनीकरण ट्रैक को कई तरीकों से पता लगाया जा सकता है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली प्रतिक्रियाओं में 3He(n,p) 3H, 6Li(n,t) 4He, 10B(n,α) 7Li और यूरेनियम का विखंडन शामिल है।[3]
  • सक्रियण प्रक्रियाएं - रेडिएटिव कैप्चर, स्पेलेशन या इसी तरह की प्रतिक्रिया में अवशोषक के साथ प्रतिक्रिया करके न्यूट्रॉन का पता लगाया जा सकता है, जो प्रतिक्रिया उत्पादों का उत्पादन करता है जो बाद में कुछ समय में क्षय हो जाता है, बीटा कण या गामा जारी करता है। चयनित सामग्री (जैसे, ईण्डीयुम , सोना, रोडियाम , लोहा (56Fe(n,p) 56Mn), एल्यूमीनियम (27Al(n,α)24Na),-निओबियम (93Nb(n,2n) 92mNb), और सिलिकॉन (28Si(n,p) 28Al)) ऊर्जा के एक बहुत ही संकीर्ण बैंड के भीतर न्यूट्रॉन को पकड़ने के लिए बहुत बड़े क्रॉस सेक्शन हैं। एकाधिक अवशोषक नमूनों के उपयोग से न्यूट्रॉन ऊर्जा स्पेक्ट्रम का लक्षण वर्णन किया जा सकता है। सक्रियण एक ऐतिहासिक न्यूट्रॉन एक्सपोजर के पुनर्निर्माण को भी सक्षम बनाता है (उदाहरण के लिए, आकस्मिक क्रांति के दौरान न्यूट्रॉन एक्सपोजर के फोरेंसिक पुनर्निर्माण)।[3]
  • प्रत्यास्थ प्रकीर्णन अभिक्रियाएँ (जिन्हें प्रोटोन-रिकॉइल भी कहा जाता है) - उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रॉनों का विशिष्ट प्रत्यास्थ प्रकीर्णन अभिक्रियाओं के माध्यम से परोक्ष रूप से पता लगाया जाता है। न्यूट्रॉन संसूचक में परमाणुओं के नाभिकों से टकराते हैं, उन नाभिकों में ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं और आयन बनाते हैं, जो पता लगाए जाते हैं। चूँकि ऊर्जा का अधिकतम स्थानांतरण तब होता है जब परमाणु का द्रव्यमान जिसके साथ न्यूट्रॉन टकराता है, न्यूट्रॉन द्रव्यमान के बराबर होता है, हाइड्रोजनी[4] सामग्री अक्सर ऐसे डिटेक्टरों के लिए अनुकूल माध्यम होती है।[3]

न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के प्रकार

गैस आनुपातिक डिटेक्टर

न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए आनुपातिक काउंटर को अनुकूलित किया जा सकता है। जबकि न्यूट्रॉन आम तौर पर आयनीकरण का कारण नहीं बनते हैं, उच्च न्यूट्रॉन क्रॉस-सेक्शन वाले न्यूक्लाइड को जोड़ने से डिटेक्टर को न्यूट्रॉन का जवाब देने की अनुमति मिलती है। इस उद्देश्य के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले न्यूक्लाइड हीलियम-3, लिथियम-6, बोरॉन|बोरॉन-10 और यूरेनियम-235 हैं। चूंकि इन सामग्रियों के थर्मल न्यूट्रॉन # थर्मल न्यूट्रॉन (यानी, न्यूट्रॉन जो अपने परिवेश के साथ संतुलन के लिए धीमा हो गए हैं) के साथ प्रतिक्रिया करने की सबसे अधिक संभावना है, वे आमतौर पर अपनी ऊर्जा को कम करने और पता लगाने की संभावना को बढ़ाने के लिए न्यूट्रॉन मॉडरेटर से घिरे होते हैं।

अन्य प्रकार के विकिरण के प्रभाव से न्यूट्रॉन सिग्नल को अलग करने के लिए आमतौर पर और शोधन आवश्यक होते हैं। चूँकि थर्मल न्यूट्रॉन की ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है, आवेशित कण प्रतिक्रियाएँ असतत होती हैं (अर्थात, अनिवार्य रूप से मोनोएनर्जेटिक और ऊर्जा की एक संकीर्ण बैंडविड्थ के भीतर होती हैं) जबकि अन्य प्रतिक्रियाएँ जैसे कि गामा प्रतिक्रियाएँ एक व्यापक ऊर्जा सीमा तक फैलेंगी, इनमें भेदभाव करना संभव है स्रोत।

एक वर्ग के रूप में, गैस आयनीकरण डिटेक्टर संख्या (प्रति सेकंड मायने रखता है) को मापते हैं, न कि न्यूट्रॉन की ऊर्जा को।

===3</सुप>वह गैस से भरे आनुपातिक डिटेक्टरों

हीलियम-3 एक प्रभावी न्यूट्रॉन डिटेक्टर सामग्री है क्योंकि यह थर्मल न्यूट्रॉन को अवशोषित करके प्रतिक्रिया करता है, जिससे एक 1एच और 3</सुप>एच आयन। गामा किरणों के प्रति इसकी संवेदनशीलता नगण्य है, जो एक बहुत ही उपयोगी न्यूट्रॉन डिटेक्टर प्रदान करती है। दुर्भाग्य से की आपूर्ति 3वह ट्रिटियम के क्षय से एक उप-उत्पाद के रूप में उत्पादन तक सीमित है (जिसका आधा जीवन 12.3 वर्ष है); ट्रिटियम का उत्पादन या तो परमाणु हथियारों के बूस्टर के रूप में या रिएक्टर ऑपरेशन के उपोत्पाद के रूप में हथियार कार्यक्रमों के हिस्से के रूप में किया जाता है।

बर्फ3 गैस से भरे आनुपातिक डिटेक्टर

चूंकि तात्विक बोरॉन गैसीय नहीं है, बोरॉन युक्त न्यूट्रॉन डिटेक्टर वैकल्पिक रूप से बोरॉन ट्राइफ्लोराइड (बीएफ) का उपयोग कर सकते हैं।3) 96% बोरॉन -10 से समृद्ध (प्राकृतिक बोरॉन 20% है) 10बी, 80% 11बी).[5] बोरॉन ट्राइफ्लोराइड अत्यधिक विषैला होता है। इस संसूचक की संवेदनशीलता लगभग 35-40 CPS/nv (प्रति न्यूट्रॉन फ्लक्स प्रति सेकंड गणना) है जबकि बोरोन लाइन्ड की संवेदनशीलता लगभग 4 CPS/nv है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बोरॉन लाइन में, एन बोरॉन के साथ प्रतिक्रिया करता है और इसलिए परत के अंदर आयन जोड़े उत्पन्न करता है। इसलिए उत्पन्न आवेशित कण (अल्फा और ली) वे उस परत के अंदर अपनी कुछ ऊर्जा खो देते हैं। कम ऊर्जा आवेशित कण आयनिकरण कक्ष के गैस वातावरण तक पहुँचने में असमर्थ हैं। अतः गैस में उत्पन्न आयनन की संख्या भी कम होती है।

जबकि BF3 में भरी हुई गैस में N गैस में B से अभिक्रिया करता है। और पूरी तरह ऊर्जावान अल्फा और ली अधिक आयनीकरण करने और अधिक दाल देने में सक्षम हैं।

बोरोन लाइनेड आनुपातिक डिटेक्टर

वैकल्पिक रूप से, बोरॉन-लाइन्ड गैस से भरे आनुपातिक काउंटर बीएफ के समान प्रतिक्रिया करते हैं3 गैस से भरे आनुपातिक डिटेक्टर, इस अपवाद के साथ कि दीवारें लेपित हैं 10बी. इस डिजाइन में, चूंकि प्रतिक्रिया सतह पर होती है, दो कणों में से केवल एक ही आनुपातिक काउंटर में निकल जाएगा।

सिंटिलेशन न्यूट्रॉन डिटेक्टर

सिंटिलेशन न्यूट्रॉन डिटेक्टरों में तरल कार्बनिक स्किंटिलेटर शामिल हैं,[6] क्रिस्टल,[7][8] प्लास्टिक, कांच[9] और जगमगाहट फाइबर।[10]


न्यूट्रॉन-संवेदी जगमगाहट ग्लास फाइबर डिटेक्टर

जुटाकर 6न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए ली ग्लास को वैज्ञानिक साहित्य में पहली बार 1957 में रिपोर्ट किया गया था[11] और प्रमुख प्रगति 1960 और 1970 के दशक में की गई थी।[12][13] स्किंटिलेटिंग फाइबर का प्रदर्शन एटकिंसन एम. एट अल द्वारा किया गया था। 1987 में[14] और प्रमुख प्रगति 1980 के दशक के अंत में और 1990 के दशक की शुरुआत में पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी में की गई थी जहाँ इसे एक वर्गीकृत तकनीक के रूप में विकसित किया गया था।[15][16][17][18][19] इसे 1994 में अवर्गीकृत किया गया था और पहली बार 1997 में ऑक्सफ़ोर्ड इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा लाइसेंस दिया गया था, इसके बाद 1999 में न्यूक्सफे को स्थानांतरित किया गया था।[20][21][22] फ़ाइबर और फ़ाइबर डिटेक्टर अब Nucsafe, Inc. द्वारा व्यावसायिक रूप से निर्मित और बेचे जाते हैं।[23] स्किंटिलेटिंग ग्लास फाइबर शामिल करके काम करते हैं 6ली और सीई3+ ग्लास बल्क कंपोज़िशन में। up>6ली के माध्यम से थर्मल न्यूट्रॉन अवशोषण के लिए एक उच्च क्रॉस-सेक्शन है 6ली(n,α) प्रतिक्रिया। न्यूट्रॉन अवशोषण एक ट्रिटियम आयन, एक अल्फा कण और गतिज ऊर्जा पैदा करता है। अल्फा कण और ट्राइटन आयनीकरण उत्पन्न करने के लिए ग्लास मैट्रिक्स के साथ बातचीत करते हैं, जो ऊर्जा को सीई में स्थानांतरित करता है3+ आयन और परिणामस्वरूप 390 एनएम - 600 एनएम तरंग दैर्ध्य के साथ उत्तेजित अवस्था सीई के रूप में फोटॉनों का उत्सर्जन होता है3+ आयन जमीनी अवस्था में लौट आते हैं। घटना के परिणामस्वरूप अवशोषित प्रत्येक न्यूट्रॉन के लिए कई हजार फोटोन के प्रकाश की चमक होती है। जगमगाहट प्रकाश का एक हिस्सा ग्लास फाइबर के माध्यम से फैलता है, जो एक वेवगाइड के रूप में कार्य करता है। फोटॉन फटने का पता लगाने के लिए तंतुओं के सिरों को फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (पीएमटी) की एक जोड़ी से वैकल्पिक रूप से जोड़ा जाता है। डिटेक्टरों का उपयोग न्यूट्रॉन और गामा किरणों दोनों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, जिन्हें आमतौर पर नाड़ी-ऊंचाई भेदभाव का उपयोग करके अलग किया जाता है। गामा विकिरण के प्रति फाइबर डिटेक्टर संवेदनशीलता को कम करने के लिए पर्याप्त प्रयास और प्रगति की गई है। मूल डिटेक्टर 0.02 एमआर गामा क्षेत्र में झूठे न्यूट्रॉन से पीड़ित थे। डिजाइन, प्रक्रिया और एल्गोरिदम में सुधार अब गामा क्षेत्रों में 20 mR/h (60कं).

सिंटिलेटिंग फाइबर डिटेक्टरों में उत्कृष्ट संवेदनशीलता होती है, वे बीहड़ होते हैं, और तेज़ समय (~60 एनएस) होता है ताकि गणना दरों में एक बड़ी गतिशील सीमा संभव हो सके। डिटेक्टरों का लाभ यह है कि उन्हें किसी भी वांछित आकार में बनाया जा सकता है, और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए बहुत बड़ा या बहुत छोटा बनाया जा सकता है।[24] इसके अलावा, वे पर भरोसा नहीं करते 3वह या कोई भी कच्चा माल जिसकी उपलब्धता सीमित है, न ही उनमें विषाक्त या विनियमित सामग्री होती है। उनका प्रदर्शन इससे मेल खाता है या उससे अधिक है 3उच्च दबाव वाले गैसीय की तुलना में ठोस ग्लास में न्यूट्रॉन अवशोषित करने वाली प्रजातियों के उच्च घनत्व के कारण सकल न्यूट्रॉन गणना के लिए ट्यूब 3वह।[24]भले ही थर्मल न्यूट्रॉन का क्रॉस सेक्शन 6ली की तुलना में कम है 3वह (940 खलिहान बनाम 5330 खलिहान), का परमाणु घनत्व 6फाइबर में ली की मात्रा पचास गुना अधिक होती है, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 10:1 के प्रभावी कैप्चर घनत्व अनुपात में लाभ होता है।

LiCaAlF6

LiCaAlF6 एक न्यूट्रॉन संवेदनशील अकार्बनिक सिंटिलेटर क्रिस्टल है जो न्यूट्रॉन-संवेदनशील स्किंटिलेटिंग ग्लास फाइबर डिटेक्टरों की तरह न्यूट्रॉन कैप्चर का उपयोग करता है 6ली. हालांकि सिंटिलिंग ग्लास फाइबर डिटेक्टरों के विपरीत 6ली सिंटिलेटर की क्रिस्टलीय संरचना का हिस्सा है जो इसे स्वाभाविक रूप से उच्च देता है 6ली घनत्व। क्रिस्टल को इसके जगमगाने वाले गुणों के साथ प्रदान करने के लिए एक डोपिंग एजेंट जोड़ा जाता है, दो सामान्य डोपिंग एजेंट ट्रिवेलेंट सेरियम और डाइवेलेंट यूरोपियम हैं। यूरोपियम ने LiCaAlF को डोप किया6 अन्य सामग्रियों पर लाभ है कि प्रति न्यूट्रॉन कैप्चर किए गए ऑप्टिकल फोटॉन की संख्या लगभग 30.000 है जो न्यूट्रॉन-संवेदनशील स्किंटिलेटिंग ग्लास फाइबर में उदाहरण के लिए 5 गुना अधिक है।[25] यह संपत्ति न्यूट्रॉन फोटॉन भेदभाव को आसान बनाती है। इसके उच्च होने के कारण 6Li घनत्व यह सामग्री हल्के वजन के कॉम्पैक्ट न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के उत्पादन के लिए उपयुक्त है, परिणामस्वरूप LiCaAlF6 गुब्बारा मिशनों पर उच्च ऊंचाई पर न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया है।[26] ईयू का लंबा क्षय समय2+ LiCaAlF डोप किया गया6 उच्च विकिरण वातावरण में मापन के लिए इसे कम उपयुक्त बनाता है, सीई3+ डोप किए गए वैरिएंट का क्षय समय कम होता है लेकिन कम प्रकाश-उपज से ग्रस्त होता है।[27]


नेल डुअल डिटेक्शन न्यूट्रॉन-गामा सिंटिलेटर

सोडियम आयोडाइड क्रिस्टल थैलियम और लिथियम [NaI(Tl+Li)] उर्फ ​​NaIL के साथ सह-डोप्ड में असाधारण पल्स-आकार भेदभाव के साथ एक क्रिस्टल में गामा विकिरण और थर्मल न्यूट्रॉन का पता लगाने की क्षमता है। कम का उपयोग 6NAIL और बड़ी मोटाई में ली की सांद्रता कम लागत पर 3He या CLYC या CLLB डिटेक्टरों के समान न्यूट्रॉन का पता लगाने की क्षमता प्राप्त कर सकती है।6Li (95% समृद्ध) सह-डोपिंग मानक NaI (Tl) के अनुकूल जगमगाहट गुणों को बनाए रखते हुए सबसे स्थापित गामा-रे सिंटिलेटर के लिए कुशल थर्मल न्यूट्रॉन पहचान का परिचय देता है। NaIL कम कीमत प्रति वॉल्यूम पर गामा और न्यूट्रॉन दोनों के लिए बड़ी मात्रा, एकल सामग्री डिटेक्टर प्रदान कर सकता है।[28][29][30]


सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टर

सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के दो मूल प्रकार हैं, पहला न्यूट्रॉन प्रतिक्रियाशील सामग्री के साथ लेपित इलेक्ट्रॉन उपकरण और दूसरा एक अर्धचालक है जो आंशिक रूप से न्यूट्रॉन प्रतिक्रियाशील सामग्री से बना है।[31] इन विन्यासों में सबसे सफल कोटेड डिवाइस प्रकार है, और एक उदाहरण एक सामान्य प्लानर सी डायोड होगा जो किसी के साथ लेपित होगा 10बी या 6लीफ़।[32] [33] इस प्रकार के डिटेक्टर को सबसे पहले बैबॉक एट अल द्वारा प्रस्तावित किया गया था।[34] अवधारणा सीधी है। प्रतिक्रियाशील फिल्म में एक न्यूट्रॉन अवशोषित होता है और अनायास ऊर्जावान प्रतिक्रिया उत्पादों का उत्सर्जन करता है। एक प्रतिक्रिया उत्पाद अर्धचालक सतह तक पहुंच सकता है, और अर्धचालक में प्रवेश करने पर इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड़े पैदा करता है। एक रिवर्स बायस वोल्टेज के तहत, इन इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को डायोड के माध्यम से एक प्रेरित धारा उत्पन्न करने के लिए प्रवाहित किया जाता है, आमतौर पर वोल्टेज आउटपुट बनाने के लिए पल्स मोड में एकीकृत किया जाता है। एकल-लेपित उपकरणों के लिए अधिकतम आंतरिक दक्षता थर्मल न्यूट्रॉन (0.0259 ईवी) के लिए लगभग 5% है, और साहित्य में डिजाइन और संचालन का पूरी तरह से वर्णन किया गया है।[35] न्यूट्रॉन का पता लगाने की दक्षता सीमा प्रतिक्रिया-उत्पाद आत्म-अवशोषण का परिणाम है। उदाहरण के लिए, बोरॉन फिल्म में 1.47 MeV α कणों की सीमा 10बी(एन,α) 7Li प्रतिक्रिया लगभग 4.5 माइक्रोन है, और LiFE में 2.7 MeV प्रोटॉन की सीमा है 10बी(एन,α) 7ली प्रतिक्रिया लगभग 28 माइक्रोन है। फिल्म/सेमीकंडक्टर इंटरफेस से आगे की दूरी पर उत्पन्न होने वाले रिएक्शन उत्पाद सेमीकंडक्टर सतह तक नहीं पहुंच सकते हैं, और परिणामस्वरूप न्यूट्रॉन का पता लगाने में योगदान नहीं करेंगे। प्राकृतिक जीडी के साथ लेपित उपकरणों का भी पता लगाया गया है, इसका मुख्य कारण इसके 49,000 खलिहानों के बड़े थर्मल न्यूट्रॉन माइक्रोस्कोपिक क्रॉस सेक्शन हैं।[36][37] हालांकि, रुचि के जीडी (एन, γ) प्रतिक्रिया उत्पाद मुख्य रूप से कम ऊर्जा रूपांतरण इलेक्ट्रॉन हैं, जो ज्यादातर 70 केवी के आसपास समूहबद्ध हैं। नतीजतन, न्यूट्रॉन प्रेरित घटनाओं और गामा-रे घटनाओं (मुख्य रूप से कॉम्पटन बिखरे हुए इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन) के बीच भेदभाव जीडी-लेपित सेमीकंडक्टर डायोड के लिए मुश्किल है। समस्या का समाधान करने के लिए मांगा गया एक मुआवजा पिक्सेल डिज़ाइन।[38] कुल मिलाकर, दोनों के साथ लेपित डिवाइस 10बी या 6LiF को मुख्य रूप से पसंद किया जाता है क्योंकि ऊर्जावान आवेशित-कण प्रतिक्रिया उत्पादों को पृष्ठभूमि विकिरणों से अलग करना बहुत आसान होता है।

कोटेड प्लानर डायोड की कम दक्षता के कारण माइक्रोस्ट्रक्चर्ड सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टर (MSND) का विकास हुआ। इन डिटेक्टरों में एक अर्धचालक सब्सट्रेट में खोदी गई सूक्ष्म संरचनाएं होती हैं, जो बाद में एक पिन स्टाइल डायोड में बनती हैं। माइक्रोस्ट्रक्चर को आमतौर पर न्यूट्रॉन रिएक्टिव मैटेरियल से बैकफिल किया जाता है 6लीएफ़, हालांकि 10बी का इस्तेमाल किया गया है। प्रतिक्रियाशील सामग्री से सटे अर्धचालक सतह क्षेत्र में वृद्धि और बढ़ी हुई संभावना है कि प्रतिक्रिया उत्पाद सेमीकंडक्टर में प्रवेश करेगा, आंतरिक न्यूट्रॉन पहचान दक्षता में काफी वृद्धि करेगा।[39]

एक माइक्रोस्ट्रक्चर्ड सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टर (MSND) का मूल डिज़ाइन। [40]

एमएसएनडी डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन सबसे पहले मुमिनोव और त्सवांग द्वारा प्रस्तावित किया गया था,[41] और बाद में शेल्टन एट अल द्वारा।[42] यह वर्षों बाद था जब MSND का पहला कार्यशील उदाहरण गढ़ा और प्रदर्शित किया गया था[43]

,[44] तब केवल 3.3% थर्मल न्यूट्रॉन का पता लगाने की क्षमता थी। उस प्रारंभिक कार्य के बाद से, एमएसएनडी ने 30% से अधिक थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्शन दक्षता हासिल की है।[45] यद्यपि एमएसएनडी अंतर्निहित क्षमता (शून्य लागू वोल्टेज) पर काम कर सकते हैं, वे 2-3 वोल्ट लागू होने पर सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करते हैं। MSND विविधताओं पर अब कई समूह काम कर रहे हैं।[46][47] सबसे सफल प्रकार वे किस्म हैं जिनसे बैकफिल किया जाता है 6लीफ़ सामग्री। एमएसएनडी अब रेडिएशन डिटेक्शन टेक्नोलॉजीज, इंक द्वारा व्यावसायिक रूप से निर्मित और बेचे जाते हैं।[48] सेमीकंडक्टर वेफर के दोनों किनारों पर माइक्रोस्ट्रक्चर का विरोध करने वाले दो तरफा एमएसएनडी के उन्नत प्रायोगिक संस्करणों को 65% से अधिक थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्शन दक्षता के साथ रिपोर्ट किया गया है।[49] और सैद्धांतिक रूप से 70% से अधिक दक्षता के लिए सक्षम हैं।

सेमीकंडक्टर डिटेक्टर जिसमें एक से अधिक घटक परमाणु न्यूट्रॉन रिएक्टिव होते हैं, बल्क सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टर कहलाते हैं। बल्क सॉलिड-स्टेट न्यूट्रॉन डिटेक्टरों को दो बुनियादी श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: वे जो आवेशित-कण प्रतिक्रिया उत्पादों की पहचान पर भरोसा करते हैं और वे जो शीघ्र कैप्चर गामा किरणों की पहचान पर भरोसा करते हैं। सामान्य तौर पर, इस प्रकार के न्यूट्रॉन डिटेक्टर को मज़बूती से बनाना मुश्किल है और वर्तमान में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं हैं।

चार्ज-कण उत्सर्जन पर भरोसा करने वाली बल्क सामग्री बोरॉन और लिथियम युक्त सेमीकंडक्टर्स पर आधारित होती है। बल्क सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टरों की खोज में, बोरॉन-आधारित सामग्री, जैसे बीपी, बीए, बीएन और बी4सी, अन्य संभावित सामग्रियों की तुलना में अधिक जांच की गई है।[50][51][52][53][54][55] क्यूबिक रूप में बोरॉन-आधारित अर्धचालकों को बल्क क्रिस्टल के रूप में विकसित करना मुश्किल होता है, मुख्यतः क्योंकि उन्हें संश्लेषण के लिए उच्च तापमान और उच्च दबाव की आवश्यकता होती है। उच्च दबाव में संश्लेषित होने तक बीपी और बास अवांछनीय क्रिस्टल संरचनाओं (क्यूबिक से आईकोसाहेड्रल फॉर्म) में विघटित हो सकते हैं। बी4C भी समकोणिक क्रिस्टल संरचना में icosahedral इकाइयाँ बनाता है, एक अवांछनीय परिवर्तन क्योंकि icosahedral संरचना में अपेक्षाकृत खराब आवेश संग्रह गुण होते हैं।[56] जो इन आइकोसाहेड्रल रूपों को न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए अनुपयुक्त बनाते हैं।

विकास तापमान के आधार पर बीएन या तो साधारण हेक्सागोनल, क्यूबिक (जिंकब्लेंड) या वर्टज़ाइट क्रिस्टल के रूप में बन सकता है, और यह आमतौर पर पतली फिल्म विधियों द्वारा उगाया जाता है। यह बीएन का सरल हेक्सागोनल रूप है जिसका न्यूट्रॉन डिटेक्टर के रूप में सबसे अधिक अध्ययन किया गया है। पतली फिल्म रासायनिक वाष्प जमाव विधियों को आमतौर पर बीपी, बीए, बीएन या बी के उत्पादन के लिए नियोजित किया जाता है4सी। ये बोरॉन-आधारित फिल्में अक्सर एन-टाइप सी सबस्ट्रेट्स पर उगाई जाती हैं, जो सी के साथ एक पीएन जंक्शन बना सकती हैं और इसलिए, इस खंड की शुरुआत में वर्णित एक लेपित सी डायोड का उत्पादन करती हैं। नतीजतन, डिवाइस से न्यूट्रॉन प्रतिक्रिया को थोक प्रतिक्रिया के रूप में आसानी से गलत किया जा सकता है जब यह वास्तव में एक लेपित डायोड प्रतिक्रिया होती है। आज तक, आंतरिक न्यूट्रॉन संकेतों का उत्पादन करने वाले बोरॉन-आधारित अर्धचालकों के विरल प्रमाण हैं।

ली-युक्त अर्धचालक, जिन्हें नोवोटनी-जुजा यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया गया है, की भी बल्क न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के रूप में जांच की गई है। Nowotny-Juza यौगिक LiZnAs को न्यूट्रॉन संसूचक के रूप में प्रदर्शित किया गया है;[57] हालाँकि, सामग्री को संश्लेषित करना कठिन और महंगा है, और केवल छोटे अर्धचालक क्रिस्टल की सूचना दी गई है। अंत में, न्यूट्रॉन रिएक्टिव डोपेंट के साथ पारंपरिक सेमीकंडक्टर सामग्री की जांच की गई है, अर्थात् सी (ली) डिटेक्टर। न्यूट्रॉन सामग्री में लिथियम डोपेंट के साथ बातचीत करते हैं और ऊर्जावान प्रतिक्रिया उत्पादों का उत्पादन करते हैं। हालांकि, ली ड्रिफ्टेड सी डिटेक्टरों (या अन्य डोप्ड सेमीकंडक्टर्स) में डोपेंट एकाग्रता अपेक्षाकृत कम है, आमतौर पर 10 से कम19</उप> सेमी−3. 10 के क्रम में ली की पतित सांद्रता के लिए19</उप> सेमी-3, प्राकृतिक Si(Li) के 5-सेमी मोटे ब्लॉक में 1% से कम थर्मल-न्यूट्रॉन डिटेक्शन क्षमता होगी, जबकि Si(Li) का 5-सेमी मोटा ब्लॉक6ली) डिटेक्टर में केवल 4.6% थर्मल-न्यूट्रॉन पहचान दक्षता होगी।

तत्काल गामा-रे उत्सर्जक अर्धचालक, जैसे सीडीटीई,[58][59] और एचजीआई2[60][61] न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के रूप में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। ये डिटेक्टर शीघ्र गामा-किरण उत्सर्जन पर भरोसा करते हैं 113सीडी(एन, γ)114Cd प्रतिक्रिया (558.6 keV और 651.3 keV गामा किरणों का उत्पादन) और 199पारा (एन, γ) 200Hg प्रतिक्रिया (368.1 keV और 661.1 keV गामा किरणों का उत्पादन)। हालांकि, इन अर्धचालक सामग्रियों को गामा-रे स्पेक्ट्रोमीटर के रूप में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसलिए, गामा-रे पृष्ठभूमि के प्रति आंतरिक रूप से संवेदनशील हैं। पर्याप्त ऊर्जा संकल्प के साथ, न्यूट्रॉन इंटरैक्शन से तत्काल गामा-रे उत्सर्जन को अलग करने के लिए पल्स ऊंचाई भेदभाव का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, अपेक्षाकृत छोटे कॉम्पटन अनुपात के कारण प्रभावी न्यूट्रॉन का पता लगाने की दक्षता से समझौता किया जाता है। दूसरे शब्दों में, अधिकांश घटनाएँ पूर्ण ऊर्जा शिखर के बजाय कॉम्पटन सातत्य में जुड़ती हैं, इस प्रकार, न्यूट्रॉन और पृष्ठभूमि गामा किरणों के बीच भेदभाव करना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, दोनों प्राकृतिक सीडी और एचजी में क्रमशः 2444 बी और 369.8 बी के अपेक्षाकृत बड़े थर्मल-न्यूट्रॉन (एन, γ) क्रॉस सेक्शन हैं। नतीजतन, अधिकांश थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्टर सतह के पास अवशोषित होते हैं ताकि लगभग आधी गामा किरणें डिटेक्टर बल्क से दूर दिशाओं में उत्सर्जित हों और इस प्रकार, खराब गामा-रे पुनर्संयोजन या अंतःक्रियात्मक दक्षता उत्पन्न करें।

न्यूट्रॉन सक्रियण डिटेक्टर

न्यूट्रॉन के ऊर्जा स्पेक्ट्रम और तीव्रता को चिह्नित करने के लिए सक्रियण नमूने न्यूट्रॉन क्षेत्र में रखे जा सकते हैं। अलग-अलग ऊर्जा थ्रेसहोल्ड वाले सक्रियण प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है जिनमें शामिल हैं 56फे(एन,पी)56मिलियन, 27अल(n,α)2493नायब(एन,2एन)92मीनायब, और 28सी(एन,पी)28अल.[62]


तेज न्यूट्रॉन डिटेक्टर

फास्ट न्यूट्रॉन को अक्सर थर्मल ऊर्जा में पहले मॉडरेट (धीमा) करके पता लगाया जाता है। हालांकि, उस प्रक्रिया के दौरान न्यूट्रॉन की मूल ऊर्जा, इसकी यात्रा की दिशा और उत्सर्जन के समय की जानकारी खो जाती है। कई अनुप्रयोगों के लिए, "तेज़" न्यूट्रॉन का पता लगाना जो इस जानकारी को बनाए रखता है, अत्यधिक वांछनीय है।[63] विशिष्ट तेज़ न्यूट्रॉन डिटेक्टर तरल स्किंटिलेटर हैं,[64] 4-उन्होंने नोबल गैस डिटेक्टरों की स्थापना की [65] और प्लास्टिक डिटेक्टर। फास्ट न्यूट्रॉन डिटेक्टर अपनी 1.) न्यूट्रॉन/गामा भेदभाव की क्षमता (पल्स आकार भेदभाव के माध्यम से) और 2.) संवेदनशीलता द्वारा एक दूसरे से खुद को अलग करते हैं। न्यूट्रॉन और गामा के बीच अंतर करने की क्षमता नोबल गैस आधारित 4-He डिटेक्टरों में उनके कम इलेक्ट्रॉन घनत्व और उत्कृष्ट स्पंद आकार भेदभाव गुण के कारण उत्कृष्ट है। वास्तव में, जिंक सल्फाइड जैसे अकार्बनिक स्किंटिलेटर्स को प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के लिए उनके क्षय समय में बड़े अंतर को प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया है; माइक्रो-लेयर्ड फास्ट-न्यूट्रॉन डिटेक्टर में एक न्यूट्रॉन कनवर्टर (जैसे पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट) के साथ अकार्बनिक क्रिस्टल के संयोजन द्वारा एक सुविधा का शोषण किया गया है।[66] इस तरह की पहचान प्रणालियां मिश्रित न्यूट्रॉन-गामा विकिरण क्षेत्र में चुनिंदा रूप से केवल तेज न्यूट्रॉन का पता लगाने में सक्षम हैं, बिना किसी अतिरिक्त भेदभाव तकनीक जैसे पल्स आकार भेदभाव की आवश्यकता के।[67] तेज न्यूट्रॉन का पता लगाने से कई तरह की विशेष समस्याएं पैदा होती हैं। प्लास्टिक स्किंटिलेटर सामग्री के अलग-अलग विमानों में कई प्रोटॉन रिकॉइल का उपयोग करके एक दिशात्मक फास्ट-न्यूट्रॉन डिटेक्टर विकसित किया गया है। न्यूट्रॉन टक्कर द्वारा बनाए गए रिकॉइल नाभिक के पथ रिकॉर्ड किए जाते हैं; दो रिकॉइल नाभिकों की ऊर्जा और संवेग का निर्धारण यात्रा की दिशा और न्यूट्रॉन की ऊर्जा की गणना करने की अनुमति देता है जो उनके साथ प्रत्यास्थ प्रकीर्णन से गुजरता है।[68]


अनुप्रयोग

न्यूट्रॉन का पता लगाने का उपयोग अलग-अलग उद्देश्यों के लिए किया जाता है। पहचान प्रणाली के लिए प्रत्येक एप्लिकेशन की अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं।

  • रिएक्टर यंत्रीकरण: चूंकि रिएक्टर शक्ति अनिवार्य रूप से न्यूट्रॉन प्रवाह के लिए रैखिक रूप से आनुपातिक है, न्यूट्रॉन डिटेक्टर परमाणु ऊर्जा और अनुसंधान रिएक्टरों में शक्ति का एक महत्वपूर्ण माप प्रदान करते हैं। उबलते पानी के रिएक्टरों में दर्जनों न्यूट्रॉन डिटेक्टर हो सकते हैं, प्रति ईंधन असेंबली में एक। थर्मल-स्पेक्ट्रम परमाणु रिएक्टरों में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश न्यूट्रॉन डिटेक्टर थर्मल न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए अनुकूलित होते हैं।
  • प्लाज्मा भौतिकी: संयुक्त यूरोपीय टोरस जैसे संलयन प्लाज्मा भौतिकी प्रयोगों में न्यूट्रॉन का पता लगाने का उपयोग किया जाता है।[69] उदाहरण के लिए, प्लाज्मा से ज्ञात न्यूट्रॉन दर आयन तापमान के बारे में जानकारी दे सकती है।[70]
  • कण भौतिकी: न्यूट्रिनो डिटेक्टरों को बढ़ाने की एक विधि के रूप में न्यूट्रॉन का पता लगाने का प्रस्ताव दिया गया है।[71]
  • पदार्थ विज्ञान: प्रत्यास्थ और अप्रत्यास्थ न्यूट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोगकर्ताओं को एंगस्ट्रॉम्स से लेकर लगभग एक माइक्रोमीटर तक के पैमाने से सामग्रियों की आकारिकी को चित्रित करने में सक्षम बनाता है।
  • विकिरण सुरक्षा: न्यूट्रॉन विकिरण न्यूट्रॉन स्रोतों, अंतरिक्ष यात्रा, कण त्वरक और परमाणु रिएक्टरों से जुड़ा एक खतरा है। विकिरण सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले न्यूट्रॉन डिटेक्टरों को सापेक्ष जैविक प्रभावशीलता को ध्यान में रखना चाहिए (यानी, जिस तरह से न्यूट्रॉन से होने वाली क्षति ऊर्जा के साथ भिन्न होती है)।
  • ब्रह्मांडीय किरण का पता लगाना: द्वितीयक न्यूट्रॉन ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा पृथ्वी के वायुमंडल में उत्पन्न होने वाले कण वर्षा का एक घटक हैं। समर्पित जमीनी स्तर के न्यूट्रॉन डिटेक्टर, अर्थात् न्यूट्रॉन मॉनिटर, ब्रह्मांडीय किरण प्रवाह में भिन्नता की निगरानी के लिए कार्यरत हैं।
  • विशेष परमाणु सामग्री का पता लगाना: विशेष परमाणु सामग्री (एसएनएम) जैसे कि यूरेनियम-233 -233 और प्लूटोनियम -239 सहज विखंडन, उपज न्यूट्रॉन द्वारा क्षय। वाणिज्य में एसएनएम के लिए मॉनिटर के लिए न्यूट्रॉन डिटेक्टरों का उपयोग किया जा सकता है।

प्रायोगिक न्यूट्रॉन का पता लगाने

इस विज्ञान का उपयोग करने वाले प्रयोगों में प्रकीर्णन प्रयोग शामिल हैं जिसमें न्यूट्रॉन को निर्देशित किया जाता है और फिर एक नमूने से बिखरे हुए का पता लगाया जाता है। सुविधाओं में रदरफोर्ड एपलटन प्रयोगशाला में आईएसआईएस न्यूट्रॉन स्रोत, ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला में स्पैलेशन न्यूट्रॉन स्रोत, और पॉल शेरर संस्थान में पॉल शेरेर इंस्टीट्यूट # स्पेलेशन न्यूट्रॉन स्रोत (एसआईएनक्यू) शामिल हैं। स्पेलेशन न्यूट्रॉन स्रोत (एसआईएनक्यू), जिसमें न्यूट्रॉन स्पेलेशन प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न होते हैं, और पारंपरिक अनुसंधान रिएक्टर सुविधाएं जिनमें यूरेनियम समस्थानिकों के विखंडन के दौरान न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। विभिन्न न्यूट्रॉन खोज प्रयोगों में उल्लेखनीय यूरोपीय म्यूऑन सहयोग का ट्रेडमार्क प्रयोग है, जिसे पहले CERN में प्रदर्शित किया गया था और अब इसे EMC प्रयोग कहा जाता है। मूल EMC प्रभाव से संबंधित अधिक निश्चित परिणाम प्राप्त करने के लिए आज भी यही प्रयोग अधिक परिष्कृत उपकरणों के साथ किया जाता है।

प्रायोगिक वातावरण में न्यूट्रॉन का पता लगाने में चुनौतियां

प्रायोगिक वातावरण में न्यूट्रॉन का पता लगाना कोई आसान विज्ञान नहीं है। आधुनिक समय के न्यूट्रॉन का पता लगाने में प्रमुख चुनौतियों में पृष्ठभूमि शोर, उच्च पहचान दर, न्यूट्रॉन तटस्थता और कम न्यूट्रॉन ऊर्जा शामिल हैं।

पृष्ठभूमि शोर

न्यूट्रॉन का पता लगाने में पृष्ठभूमि शोर के मुख्य घटक उच्च-ऊर्जा फोटॉन हैं, जो भौतिक बाधाओं से आसानी से समाप्त नहीं होते हैं। शोर के अन्य स्रोत, जैसे कि अल्फा कण और बीटा कण, विभिन्न परिरक्षण सामग्री, जैसे सीसा, प्लास्टिक, थर्मो-कोयला आदि द्वारा समाप्त किए जा सकते हैं। इस प्रकार, फोटॉन न्यूट्रॉन का पता लगाने में प्रमुख हस्तक्षेप करते हैं, क्योंकि यह अनिश्चित है कि न्यूट्रॉन हैं या नहीं। या न्यूट्रॉन डिटेक्टर द्वारा फोटॉन का पता लगाया जा रहा है। लक्ष्य या परिवेश प्रकाश से डिटेक्टर में बिखरने के बाद दोनों समान ऊर्जा दर्ज करते हैं, और इस प्रकार अंतर करना कठिन होता है। संयोग सर्किट का पता लगाने का उपयोग फोटॉन और अन्य विकिरण से वास्तविक न्यूट्रॉन घटनाओं में भेदभाव करने के लिए भी किया जा सकता है।

उच्च पता लगाने की दर

यदि डिटेक्टर उच्च बीम गतिविधि के क्षेत्र में स्थित है, तो यह अत्यधिक उच्च दरों पर न्यूट्रॉन और पृष्ठभूमि शोर से लगातार प्रभावित होता है। यह एकत्र किए गए डेटा को अस्पष्ट करता है, क्योंकि माप में अत्यधिक ओवरलैप होता है, और अलग-अलग घटनाओं को आसानी से एक दूसरे से अलग नहीं किया जाता है। इस प्रकार, चुनौती का एक हिस्सा पता लगाने की दरों को यथासंभव कम रखने और एक डिटेक्टर को डिजाइन करने में निहित है जो सुसंगत डेटा उत्पन्न करने के लिए उच्च दरों को बनाए रख सकता है।

न्यूट्रॉन की तटस्थता

न्यूट्रॉन तटस्थ होते हैं और इस प्रकार विद्युत क्षेत्रों पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। इससे पता लगाने की सुविधा के लिए एक डिटेक्टर की ओर अपने पाठ्यक्रम को निर्देशित करना कठिन हो जाता है। सीधी टक्कर के अलावा न्यूट्रॉन भी परमाणुओं को आयनित नहीं करते हैं, इसलिए गैसीय आयनीकरण डिटेक्टर अप्रभावी होते हैं।

ऊर्जा के साथ बदलता व्यवहार

न्यूट्रॉन अवशोषण पर निर्भर डिटेक्टर आमतौर पर कम-ऊर्जा थर्मल न्यूट्रॉन के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, और उच्च-ऊर्जा न्यूट्रॉन के प्रति कम संवेदनशील होते हैं। दूसरी ओर, जगमगाहट डिटेक्टर को कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के प्रभावों को दर्ज करने में परेशानी होती है।

प्रायोगिक सेटअप और विधि

चित्रा 1: प्रयोगात्मक सेटअप

चित्रा 1 न्यूट्रॉन डिटेक्शन यूनिट की स्थापना के विशिष्ट मुख्य घटकों को दिखाता है। सिद्धांत रूप में, आरेख सेटअप को दिखाता है क्योंकि यह किसी भी आधुनिक कण भौतिकी प्रयोगशाला में होगा, लेकिन विशिष्टताएं थॉमस जेफरसन राष्ट्रीय त्वरक सुविधा (न्यूपोर्ट न्यूज, वर्जीनिया) में सेटअप का वर्णन करती हैं।

इस सेटअप में, आने वाले कण, जिसमें न्यूट्रॉन और फोटॉन शामिल हैं, न्यूट्रॉन डिटेक्टर पर हमला करते हैं; यह विशिष्ट रूप से एक जगमगाहट संसूचक है जिसमें प्रस्फुरण सामग्री, एक वेवगाइड, और एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (पीएमटी) शामिल है, और पता लगाने के विवरण दर्ज करने के लिए डेटा अधिग्रहण (डीएक्यू) प्रणाली से जुड़ा होगा।

न्यूट्रॉन डिटेक्टर से डिटेक्शन सिग्नल स्केलर यूनिट, गेटेड डिले यूनिट, ट्रिगर यूनिट और ऑसिलोस्कोप से जुड़ा होता है। स्केलर इकाई का उपयोग केवल आने वाले कणों या घटनाओं की संख्या को गिनने के लिए किया जाता है। ऐसा वह हर बार अपने कणों की संख्या बढ़ाकर करता है, जब वह शून्य-बिंदु से डिटेक्टर सिग्नल में वृद्धि का पता लगाता है। इस इकाई में बहुत कम सिग्नल के निष्क्रिय रहने का अंतराल होता है, जिसका अर्थ है कि कण चाहे कितनी भी तेजी से अंदर क्यों न आ रहे हों, इस इकाई के किसी घटना (जैसे आने वाले कण) की गणना करने में विफल होने की संभावना बहुत कम है। कम मृत समय इस इकाई में परिष्कृत इलेक्ट्रॉनिक्स के कारण होता है, जो हर बार एक घटना होने पर तार्किक उच्च दर्ज करने के अपेक्षाकृत आसान कार्य से ठीक होने में थोड़ा समय लेता है। ट्रिगर यूनिट सिस्टम के सभी इलेक्ट्रॉनिक्स का समन्वय करती है और इन इकाइयों को एक तार्किक उच्च देती है जब पूरा सेटअप एक इवेंट रन रिकॉर्ड करने के लिए तैयार होता है।

आस्टसीलस्कप हर घटना के साथ एक वर्तमान नाड़ी दर्ज करता है। पल्स केवल समय के खिलाफ प्लॉट किए गए इस घटना के कारण डिटेक्टर में आयनीकरण की धारा है। पीएमटी के अंत में जमा कुल चार्ज प्राप्त करने के लिए समय के संबंध में इस वर्तमान पल्स को एकीकृत करके घटना कण की कुल ऊर्जा पाई जा सकती है। यह एकीकरण एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण|एनालॉग-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) में किया जाता है। कुल जमा आवेश न्यूट्रॉन डिटेक्टर में प्रवेश करने वाले आयनीकरण कण (न्यूट्रॉन या फोटॉन) की ऊर्जा का प्रत्यक्ष माप है। यह संकेत एकीकरण तकनीक परमाणु भौतिकी में डिटेक्टर में आयनीकरण को मापने के लिए एक स्थापित पद्धति है।[72] एडीसी के पास ऑसिलोस्कोप की तुलना में अधिक मृत समय होता है, जिसमें सीमित स्मृति होती है और एडीसी को घटनाओं को जल्दी से स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, एडीसी विश्लेषण के लिए ऑसिलोस्कोप से प्रत्येक 30 घटनाओं में से लगभग एक का नमूना लेता है। चूंकि विशिष्ट घटना दर लगभग 10 है6 प्रति सेकंड न्यूट्रॉन,[73] यह नमूना अभी भी हर सेकेंड हजारों घटनाओं को जमा करेगा।

फोटॉन से न्यूट्रॉन को अलग करना

एडीसी अपने डेटा को एक डीएक्यू इकाई को भेजता है जो डेटा को विश्लेषण के लिए प्रस्तुत करने योग्य रूप में सॉर्ट करता है। आगे के विश्लेषण की कुंजी फोटॉन आयनीकरण-वर्तमान नाड़ी और न्यूट्रॉन के आकार के बीच के अंतर में निहित है। फोटॉन पल्स सिरों (या पूंछ) पर लंबा होता है जबकि न्यूट्रॉन पल्स अच्छी तरह से केंद्रित होता है।[73]इस तथ्य का उपयोग आने वाले न्यूट्रॉन की पहचान करने और आने वाले न्यूट्रॉन की कुल दर की गणना करने के लिए किया जा सकता है। इस पृथक्करण की ओर ले जाने वाले कदम (वे जो आम तौर पर प्रमुख राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं में किए जाते हैं, जेफरसन लैब विशेष रूप से उनमें से हैं) गेटेड पल्स एक्सट्रैक्शन और प्लॉटिंग-द-डिफरेंस हैं।

गेटेड पल्स एक्सट्रैक्शन

Ionization वर्तमान संकेत बीच में एक स्थानीय शिखर के साथ सभी दालें हैं। निरंतर समय में एक तार्किक और गेट का उपयोग करना (एक इनपुट के रूप में 1 और 0 दालों की धारा और दूसरे के रूप में वर्तमान संकेत), प्रत्येक वर्तमान पल्स सिग्नल का पूंछ भाग निकाला जाता है। इस गेटेड भेदभाव पद्धति का उपयोग नियमित रूप से तरल सिंटिलेटर पर किया जाता है।[74] गेटेड विलंब इकाई ठीक इसी छोर पर है, और मूल सिग्नल की विलंबित प्रति इस तरह से बनाती है कि इसका टेल सेक्शन ऑसिलोस्कोप स्क्रीन पर इसके मुख्य सेक्शन के साथ देखा जाता है।

पूंछ निकालने के बाद, पूंछ अनुभाग और पूर्ण संकेत दोनों पर सामान्य वर्तमान एकीकरण किया जाता है। यह प्रत्येक घटना के लिए दो आयनीकरण मान उत्पन्न करता है, जो DAQ सिस्टम में ईवेंट तालिका में संग्रहीत होते हैं।

अंतर प्लॉट करना

चित्रा 2: सभी घटना ऊर्जाओं के लिए प्लॉट किए गए पूर्ण स्पंद में ऊर्जा के खिलाफ पूंछ ऊर्जा की अपेक्षित साजिश। डॉट्स घटनाओं की संख्या घनत्व का प्रतिनिधित्व करते हैं।

इस चरण में विश्लेषण का महत्वपूर्ण बिंदु निहित है: निकाले गए आयनीकरण मान प्लॉट किए जाते हैं। विशेष रूप से, ग्राफ न्यूट्रॉन ऊर्जा की एक श्रृंखला के लिए पूरे सिग्नल में ऊर्जा जमाव के खिलाफ पूंछ में ऊर्जा जमाव को प्लॉट करता है। विशिष्ट रूप से, किसी दी गई ऊर्जा के लिए, समान पूंछ-ऊर्जा मान वाली कई घटनाएं होती हैं। इस मामले में, प्लॉट किए गए बिंदुओं को द्वि-आयामी प्लॉट पर अधिक ओवरलैपिंग डॉट्स के साथ बस सघन बना दिया जाता है, और इस प्रकार प्रत्येक ऊर्जा-जमाव से संबंधित घटनाओं की संख्या को नेत्रगोलक करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। ग्राफ पर सभी घटनाओं का काफी यादृच्छिक अंश (1/30) प्लॉट किया गया है।

यदि निकाली गई पूंछ का आकार कुल नाड़ी का एक निश्चित अनुपात है, तो भूखंड पर अलग-अलग ढलान वाली दो रेखाएँ होंगी। अधिक ढलान वाली रेखा फोटॉन घटनाओं के अनुरूप होगी और कम ढलान वाली रेखा न्यूट्रॉन घटनाओं के अनुरूप होगी। यह ठीक इसलिए है क्योंकि फोटॉन ऊर्जा जमाव धारा, समय के विरुद्ध प्लॉट की गई, न्यूट्रॉन जमाव प्लॉट की तुलना में लंबी पूंछ छोड़ती है, जिससे फोटॉन पूंछ न्यूट्रॉन पूंछ की तुलना में कुल ऊर्जा का अधिक अनुपात देती है।

किसी भी पहचान विश्लेषण की प्रभावशीलता को डिटेक्टर पर हमला करने वाले न्यूट्रॉन और फोटॉन की संख्या को सटीक रूप से गिनने और अलग करने की क्षमता से देखा जा सकता है। साथ ही, दूसरे और तीसरे चरण की प्रभावशीलता से पता चलता है कि प्रयोग में घटना दर प्रबंधनीय हैं या नहीं। यदि उपरोक्त चरणों में स्पष्ट प्लॉट प्राप्त किए जा सकते हैं, आसान न्यूट्रॉन-फोटॉन पृथक्करण की अनुमति देते हुए, पहचान को प्रभावी और दरों को प्रबंधनीय कहा जा सकता है। दूसरी ओर, डेटा बिंदुओं की अस्पष्टता और अविभाज्यता घटनाओं को आसानी से अलग करने की अनुमति नहीं देगी।

दर नियंत्रण

जांच दरों को कई तरीकों से कम रखा जा सकता है। विश्लेषण के लिए केवल कुछ घटनाओं को चुनने के लिए घटनाओं के नमूने का उपयोग किया जा सकता है। यदि दरें इतनी अधिक हैं कि एक घटना को दूसरे से अलग नहीं किया जा सकता है, तो भौतिक प्रायोगिक मापदंडों (परिरक्षण, डिटेक्टर-लक्ष्य दूरी, ठोस-कोण, आदि) को सबसे कम संभव दरों और इस प्रकार अलग-अलग घटनाओं को देने के लिए हेरफेर किया जा सकता है।

महीन पहचान बिंदु

यहां उन चरों का ठीक-ठीक निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है, जो मायने रखते हैं, क्योंकि रास्ते में गलत संकेतक हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, आयनीकरण धाराओं में समय-समय पर उच्च वृद्धि हो सकती है, जो उच्च दर का संकेत नहीं देती है, लेकिन आवारा घटनाओं के लिए सिर्फ उच्च ऊर्जा जमाव। इन उछालों को सारणीबद्ध किया जाएगा और अनुचित होने पर निंदक के साथ देखा जाएगा, खासकर जब सेटअप में बहुत अधिक पृष्ठभूमि शोर है।

कोई पूछ सकता है कि कैसे प्रयोगकर्ता यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि ऑसिलोस्कोप में प्रत्येक वर्तमान नाड़ी ठीक एक घटना से मेल खाती है। यह सच है क्योंकि स्पंद लगभग 50 नैनोसेकंड तक रहता है, जो अधिकतम की अनुमति देता है 2×107 घटनाएँ प्रति सेकंड। यह संख्या वास्तविक विशिष्ट दर से बहुत अधिक है, जो आमतौर पर परिमाण का एक क्रम है, जैसा कि ऊपर बताया गया है।[73]इसका मतलब यह है कि क्या एक करंट पल्स पैदा करने वाले दो कणों के होने की संभावना बहुत कम है। वर्तमान स्पंद प्रत्येक 50 एनएस तक रहता है, और पिछली घटना से एक अंतराल के बाद अगली घटना दर्ज करना शुरू करता है।

हालांकि कभी-कभी उच्च आने वाली न्यूट्रॉन ऊर्जा से सुविधा होती है, न्यूट्रॉन का पता लगाना आम तौर पर एक मुश्किल काम होता है, जो पहले बताए गए सभी कारणों से होता है। इस प्रकार, बेहतर सिंटिलेटर डिजाइन भी अग्रभूमि में है और सिंटिलेशन डिटेक्टरों के आविष्कार के बाद से ही खोज का विषय रहा है। सिंटिलेशन डिटेक्टरों का आविष्कार 1903 में क्रूक्स द्वारा किया गया था, लेकिन 1944 में क्यूरन और बेकर द्वारा पीएमटी (फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब) विकसित किए जाने तक बहुत कुशल नहीं थे।[72]पीएमटी पता लगाने का एक विश्वसनीय और कुशल तरीका देता है क्योंकि यह पता लगाने के संकेत को दस गुना बढ़ा देता है। फिर भी, जगमगाहट के अलावा न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए अन्य विकल्पों के रूप में जगमगाहट डिजाइन में सुधार की गुंजाइश है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Particle Data Group's Review of Particle Physics 2006
  2. ↑ Particle Data Group Summary Data Table on Baryons
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 Tsoulfanidis, Nicholas (1995). मापन और विकिरण का पता लगाने (2nd ed.). Washington, D.C.: Taylor & Francis. pp. 467–501. ISBN 978-1-56032-317-4.
  4. ↑ Materials with a high hydrogen content such as water or plastic
  5. ↑ Boron Trifluoride (BF3) Neutron Detectors
  6. ↑ Yousuke, I.; Daiki, S.; Hirohiko, K.; Nobuhiro, S.; Kenji, I. (2000). उच्च ऊर्जा पर तरल कार्बनिक सिंटिलेटर में नाड़ी-आकार भेदभाव की गिरावट. pp. 6/219–6/221. doi:10.1109/NSSMIC.2000.949173. ISBN 978-0-7803-6503-2. S2CID 119538680. {{cite book}}: |journal= ignored (help)
  7. ↑ Kawaguchi, N.; Yanagida, T.; Yokota, Y.; Watanabe, K.; Kamada, K.; Fukuda, K.; Suyama, T.; Yoshikawa, A. (2009). Study of crystal growth and scintillation properties as a neutron detector of 2-inch diameter eu doped LiCaAlF6 single crystal. pp. 1493–1495. doi:10.1109/NSSMIC.2009.5402299. ISBN 978-1-4244-3961-4. S2CID 5807137. {{cite book}}: |journal= ignored (help)
  8. ↑ Example crystal scintillator based neutron monitor.
  9. ↑ Bollinger, L. M.; Thomas, G. E.; Ginther, R. J. (1962). "ग्लास सिंटिलेटर्स के साथ न्यूट्रॉन डिटेक्शन". Nuclear Instruments and Methods. 17 (1): 97–116. Bibcode:1962NucIM..17...97B. doi:10.1016/0029-554X(62)90178-7.
  10. ↑ Miyanaga, N.; Ohba, N.; Fujimoto, K. (1997). "Fiber scintillator/streak camera detector for burn history measurement in inertial confinement fusion experiment". Review of Scientific Instruments. 68 (1): 621–623. Bibcode:1997RScI...68..621M. doi:10.1063/1.1147667.
  11. ↑ Egelstaff, P. A.; et al. (1957). "इंटरमीडिएट एनर्जी न्यूट्रॉन की तुरंत जांच के लिए ग्लास स्किंटिलेटर". Nuclear Instruments and Methods. 1 (4): 197–199. Bibcode:1957NucIn...1..197E. doi:10.1016/0369-643x(57)90042-7.
  12. ↑ Bollinger, L. M.; Thomas, G. E.; Ginther, R. J. (1962). "ग्लास सिंटिलेटर्स के साथ न्यूट्रॉन डिटेक्शन". Nuclear Instruments and Methods. 17 (1): 97–116. Bibcode:1962NucIM..17...97B. doi:10.1016/0029-554X(62)90178-7.
  13. ↑ Spowart, A. R. (1976). "न्यूट्रॉन जगमगाता हुआ चश्मा .1। बाहरी चार्ज-कणों और थर्मल-न्यूट्रॉन द्वारा सक्रियण". Nuclear Instruments and Methods. 135 (3): 441–453. Bibcode:1976NucIM.135..441S. doi:10.1016/0029-554X(76)90057-4.
  14. ↑ Atkinson, M.; Fent J.; Fisher C.; et al. (1987). "एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्किंटिलेटिंग फाइबर (स्सिफी) ट्रैकर का प्रारंभिक परीक्षण". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 254 (3): 500–514. Bibcode:1987NIMPA.254..500A. doi:10.1016/0168-9002(87)90022-2.
  15. ↑ Bliss, M.; Brodzinski R. L.; Craig R. A.; Geelhood B. D.; Knopf M. A.; Miley H. S.; Perkins R. W.; Reeder P. L.; Sunberg D. S.; Warner R. A.; Wogman N. A. (1995). Johnson, C. Bruce; Fenyves, Ervin J (eds.). "उच्च और निम्न-प्रवाह वातावरण के लिए ग्लास-फाइबर-आधारित न्यूट्रॉन डिटेक्टर". Proc. SPIE. Photoelectronic Detectors, Cameras, and Systems. 2551: 108. Bibcode:1995SPIE.2551..108B. doi:10.1117/12.218622. S2CID 137395702.[permanent dead link]
  16. ↑ Abel, K. H.; Arthur R. J.; Bliss M.; Brite D. W.; et al. (1993). "सिंटिलेटिंग-ग्लास-फाइबर न्यूट्रॉन सेंसर का प्रदर्शन और अनुप्रयोग". Proceedings of the SCIFI 93 Workshop on Scintillating Fiber Detectors: 463–472.
  17. ↑ Abel, K. H.; Arthur R. J.; Bliss M.; Brite D. W.; et al. (1994). "सिंटिलेटिंग ग्लास फाइबर-ऑप्टिक न्यूट्रॉन सेंसर". MRS Proceedings. 348: 203–208. Bibcode:1994mrs..meetR...4A. doi:10.1557/PROC-348-203.
  18. ↑ Bliss, M.; Craig R. A.; Reeder P. L. (1994). "The Physics and Structure-property Relationships of Scintillator Materials: Effect of Thermal History and Chemistry on the Light Output of Scintillating Glasses". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 342 (2–3): 357–393. Bibcode:1994NIMPA.342..357B. doi:10.1016/0168-9002(94)90263-1.
  19. ↑ Bliss, M.; Craig R. A.; Reeder P. L.; Sunberg D. S.; Weber M. J. (1994). "माइक्रोस्ट्रक्चर और स्किंटिलेटिंग ग्लास की दक्षता के बीच संबंध". MRS Proceedings. 348: 195–202. doi:10.1557/PROC-348-195.
  20. ↑ Seymour, R.; Crawford, T.; et al. (2001). "अवैध तस्करी विकिरण मूल्यांकन कार्यक्रम में प्लूटोनियम का पता लगाने के लिए स्किंटिलेटिंग ग्लास फाइबर डिटेक्टरों का उपयोग करके पोर्टल, माल और वाहन के प्रदर्शन की निगरानी". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 248 (3): 699–705. doi:10.1023/A:1010692712292. S2CID 94473173.
  21. ↑ Seymour, R. S.; Craig R. A.; Bliss M.; Richardson B.; Hull C. D.; Barnett D. S. (1998). "पोर्टल, माल ढुलाई और वाहन निगरानी के लिए एक न्यूट्रॉन-संवेदनशील स्किंटिलेटिंग ग्लास-फाइबर पैनल का प्रदर्शन". Proc. SPIE. Nuclear Waste Instrumentation Engineering. 3536: 148–155. doi:10.1117/12.339067. S2CID 137600990.[permanent dead link]
  22. ↑ Seymour, R. S.; Richardson B.; Morichi M.; Bliss M.; Craig R. A.; Sunberg D. S. (2000). "सिंटिलेटिंग-ग्लास-फाइबर न्यूट्रॉन सेंसर, प्लूटोनियम का पता लगाने और निगरानी के लिए उनका अनुप्रयोग और प्रदर्शन". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 243 (2): 387–388. doi:10.1023/A:1016009726996. S2CID 94700090.
  23. ↑ Nucsafe Inc. website
  24. ↑ 24.0 24.1 Van Ginhoven, R. M.; Kouzes R. T.; Stephens D. L. (2009). "Alternative Neutron Detector Technologies for Homeland Security PIET-43741-TM-840 PNNL-18471". {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  25. ↑ Yanagida, T.; et al. (2011). "Europium and Sodium Codoped LiCaAlF6 Scintillator for Neutron Detection". Applied Physics Express. 4 (10): 106401. Bibcode:2011APExp...4j6401Y. doi:10.1143/apex.4.106401. S2CID 94408433.
  26. ↑ Kole, M.; et al. (2013). "LiCAF न्यूट्रॉन डिटेक्टर का उपयोग करके उच्च अक्षांश वायुमंडलीय न्यूट्रॉन का एक गुब्बारा-जनित मापन". Nuclear Science Symposium Conference Record. arXiv:1311.5531. Bibcode:2013arXiv1311.5531K.
  27. ↑ Iwanowska, J.; et al. (2011). "Thermal neutron detection with Ce3+ doped LiCaAlF6 single crystals". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 652 (1): 319–322. Bibcode:2011NIMPA.652..319I. doi:10.1016/j.nima.2010.09.182.
  28. ↑ Large Format Li Co-doped NaI:Tl Scintilation Detector for Gamma-ray and Neutron Dual Detection, 2017 Technical Paper.
  29. ↑ Li co-doped NaI:Tl (NaIL) − A Large Volume Neutron-Gamma Scintillator with Exceptional Pulse Shape Discrimination 2017 IEEE Presentation.
  30. ↑ Example Gamma-Neutron Dual detector.
  31. ↑ Caruso, A.N. (2010). "सॉलिड-स्टेट न्यूट्रॉन डिटेक्टर सामग्री और ज्यामिति का भौतिकी". J. Phys.: Condens. Matter. 22 (44): 443201 (32 pp). doi:10.1088/0953-8984/22/44/443201. PMID 21403341. S2CID 1841640.
  32. ↑ Rose, A. (1967). "सिलिकॉन सरफेस बैरियर डिटेक्टरों पर स्पुतर्ड बोरॉन फिल्म्स". Nuclear Instruments and Methods. 52 (1): 166–170. Bibcode:1967NucIM..52..166R. doi:10.1016/0029-554X(67)90576-9.
  33. ↑ Popisil, S.; Sopko, B.; Havrankova, E.; Janout, Z.; Konicek, J.; Macha, I.; Pavlu, J. (1993). "सी डायोड धीमे न्यूट्रॉन के एक छोटे संसूचक के रूप में". Radiation Protection Dosimetry. 46: 115–118.
  34. ↑ Babcock, R.V.; Davis, R.E.; Ruby, S.L.; Sun, K.H.; Wolley, E.D. (1959). "कोटेड सेमीकंडक्टर टिनी न्यूट्रॉन डिटेक्टर है". Nucleonics. 17: 116–122.
  35. ↑ McGregor, D.S.; Hammig, M.D.; Yang Y-H.; Gersch, H.K.; Klann, R.T. (2003). "Design Considerations for Thin Film Coated Semiconductor Thermal Neutron Detectors – I: Basics Regarding Alpha Particle Emitting Neutron Reactive Films". Nuclear Instruments and Methods A. 500 (1–3): 272–308. Bibcode:2003NIMPA.500..272M. doi:10.1016/S0168-9002(02)02078-8.
  36. ↑ Rauch, H.; Grass, F.; Feigl, B. (1967). "धीमे न्यूट्रॉन के लिए एक उपन्यास डिटेक्टर". Nuclear Instruments and Methods. 46 (1): 153–156. Bibcode:1967NucIM..46..153R. doi:10.1016/0029-554X(67)90408-9.
  37. ↑ Feigl, B.; Rauch, H. (1968). "जीडी न्यूट्रॉन काउंटर". Nuclear Instruments and Methods. 61 (3): 349–356. Bibcode:1968NucIM..61..349F. doi:10.1016/0029-554X(68)90250-4.
  38. ↑ McGregor, D.S.; Klann, R.T.; Sanders, J.D.; Lindsay, J.T.; Linden, K.J.; Gersch, H.K.; De Lurgio, P.M.; Fink, C.L.; Ariesanti, E. (2002). James, Ralph B; Franks, Larry A; Burger, Arnold; Westbrook, Edwin M; Durst, Roger D (eds.). "थिन-फिल्म-कोटेड सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टरों से हाल के परिणाम". Proc. SPIE. X-Ray and Gamma-Ray Detectors and Applications IV. 4784: 164–182. CiteSeerX 10.1.1.510.5968. doi:10.1117/12.455697. S2CID 14303554.
  39. ↑ McGregor, D.S.; Bellinger, S.L.; Shultis, J.K. (2013). "माइक्रोस्ट्रक्चर्ड सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टरों की वर्तमान स्थिति" (PDF). J. Cryst. Growth. 379: 99–110. Bibcode:2013JCrGr.379...99M. doi:10.1016/j.jcrysgro.2012.10.061. hdl:2097/16983.
  40. ↑ McGregor, D.S.; Bellinger, S.L.; Fronk, R.G.; Henson, L.C.; Huddleston, D.E.; Ochs, T.R.; Shultis, J.K.; Sobering, T.J.; Taylor, R.D. (2015). "कॉम्पैक्ट उच्च दक्षता माइक्रोस्ट्रक्चर्ड सेमीकंडक्टर न्यूट्रॉन डिटेक्टरों का विकास". Rad. Phys. Chem. 116: 32–37. Bibcode:2015RaPC..116...32M. doi:10.1016/j.radphyschem.2015.05.025.
  41. ↑ Muminov, R.A.; Tsvang, L.D. (1987). "उच्च दक्षता सेमीकंडक्टर थर्मल-न्यूट्रॉन डिटेक्टर". Soviet Atomic Energy. 62 (4): 316–319. doi:10.1007/BF01123372. S2CID 119511403.
  42. ↑ Schelten, J.; Balzhauser, M.; Hongesberg, F.; Engels, R.; Reinartz, R. (1997). "A New Neutron Detector Development Based on Silicon Semiconductor and 6LiF Converter". Physica B: Condensed Matter. 234–236: 1084–1086. Bibcode:1997PhyB..234.1084S. doi:10.1016/S0921-4526(97)00024-0.
  43. ↑ McGregor, D.S.; Klann, R.T.; Gersch, H.K.; Ariesanti, E.; Sanders, J.D.; Van Der Elzen, B. (2001). "कम तनाव पतली फिल्म-लेपित थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के लिए नई सतह आकृति विज्ञान". IEEE Nucl Sci. Symp. Conf. Rec., San Diego, California, Nov. 4-9. 49 (4): 1999. Bibcode:2002ITNS...49.1999M. doi:10.1109/TNS.2002.801697.
  44. ↑ McGregor, D.S.; Klann, R.T.; Gersch, H.K.; Ariesanti, E.; Sanders, J.D.; Van Der Elzen, B. (2002). "कम तनाव पतली फिल्म-लेपित थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्टरों के लिए नई सतह आकृति विज्ञान". IEEE Transactions on Nuclear Science. 49 (4): 1999–2004. Bibcode:2002ITNS...49.1999M. doi:10.1109/TNS.2002.801697.
  45. ↑ Fronk, R.G.; Bellinger, S.L.; Henson, L.C.; Huddleston, D.E.; Ochs, T.R.; Sobering, T.J.; McGregor, D.S. (2015). "High-Efficiency Microstructured Semiconductor Neutron Detectors for Direct Helium-3 Replacement". Nucl. Instrum. Methods A. 779: 25–32. doi:10.1016/j.nima.2015.01.041.
  46. ↑ Uher, J.; Jakubek, J.; Kenney, C.; Kohout, Z.; Linhart, V.; Parker, S.; Petersson, S.; Pospisil, S.; Thungstrom, G. (2007). "Characterization of 3D Thermal Neutron Semiconductor Detectors". Nucl. Instrum. Methods A. 576 (1): 32–37. Bibcode:2007NIMPA.576...32U. doi:10.1016/j.nima.2007.01.115.
  47. ↑ Nikolic, R.J.; Conway, A.M.; Reinhart, C.E.; Graff, R.T.; Wang, T.F. (2008). "6:1 Aspect Ratio Silicon Pillar Based Thermal Neutron Detector Filled with 10B". Appl. Phys. Lett. 93 (13): 133502 (3 pages). Bibcode:2008ApPhL..93m3502N. doi:10.1063/1.2985817.
  48. ↑ RDT, Inc. website
  49. ↑ Ochs, T.R.; Bellinger, S.L.; Fronk, R.G.; Henson, L.C.; Huddleston, D.E.; Lyric, Z.I.; Shultis, J.K.; Smith C.T.; Sobering, T.J.; McGregor, D.S. (2017). "Present Status of the Microstructured Semiconductor Neutron Detector-Based Direct Helium-3 Replacement". IEEE Trans. Nucl. Sci. 64 (7): 1846–1850. Bibcode:2017ITNS...64.1846O. doi:10.1109/TNS.2017.2653719. S2CID 38524621.
  50. ↑ Ananthanarayanan, K.P.; Gielisse, P.J.; Choudry, A. (1974). "थर्मल न्यूट्रॉन जांच के लिए बोरॉन यौगिक". Nucl. Instrum. Methods. 118 (1): 45–48. Bibcode:1974NucIM.118...45A. doi:10.1016/0029-554X(74)90683-1.
  51. ↑ Kumashiro, Y.; Okada, Y.; Misawa, S.; Koshiro, T. (1987). "The Preparation of 10BP Single Crystals". Proc. Tenth International Conference Chemical Vapor Deposition. 87–88: 813–818.
  52. ↑ Emin, D.; Aselage, T.L. (2005). "एक प्रस्तावित बोरॉन-कार्बाइड-आधारित सॉलिड-स्टेट न्यूट्रॉन डिटेक्टर". J. Appl. Phys. 97 (1): 013529–013529–3. Bibcode:2005JAP....97a3529E. doi:10.1063/1.1823579.
  53. ↑ Caruso, A.N.; Dowben, P.A.; Balkir, N.; Schemm, N.; Osberg, K.; Fairchild, R.W.; Flores, O.B.; Balaz, S.; Harken, A.D.; Robertson, B.W.; Brand, J.I. (2006). "The All Boron Carbide Diode Neutron Detector: Comparison and Theory". Mater. Sci. Eng. B. 135 (2): 129–133. doi:10.1016/j.mseb.2006.08.049.
  54. ↑ McGregor, D.S.; Unruh, T.; McNeil, W.J. (2008). "पायरोलाइटिक बोरॉन नाइट्राइड के साथ थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्शन". Nucl. Instrum. Methods A. 591 (3): 530–533. Bibcode:2008NIMPA.591..530M. doi:10.1016/j.nima.2008.03.002.
  55. ↑ Doan, T.C.; Majety, S.; Grenadier, S.; Li, J.; Lin, J.Y.; Jiang, H.X. (2015). "प्रतिक्रिया उत्पादों के उच्च ऊर्जा संकल्प के साथ हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड पतली फिल्म थर्मल न्यूट्रॉन डिटेक्टर". Nucl. Instrum. Methods A. 783: 121–127. Bibcode:2015NIMPA.783..121D. doi:10.1016/j.nima.2015.02.045.
  56. ↑ Domnich, V.; Reynaud, S.; Haber, R.A.; Chowalla, M. (2011). "Boron Carbide: Structure, Properties, and Stability Under Stress". J. Am. Ceram. Soc. 94 (11): 3605–3628. doi:10.1111/j.1551-2916.2011.04865.x.
  57. ↑ Montag, B.W.; Reichenberger, M.A.; Edwards, N.; Ugorwoski, P.B.; Sunder, M.; Weeks, J.; McGregor, D.S. (2016). "LiZnP और LiZnAs अर्धचालक उपकरणों के उपकरण निर्माण, लक्षण वर्णन, और थर्मल न्यूट्रॉन जांच प्रतिक्रिया". Nucl. Instrum. Methods A. 836: 30–36. Bibcode:2016NIMPA.836...30M. doi:10.1016/j.nima.2016.08.037.
  58. ↑ Vradii, A.G.; Krapivin, M.I.; Maslova, L.V.; Matveev, O.A.; Khusainov, A.Kh.; Shashurin, V.K. (1977). "कैडमियम टेल्यूराइड डिटेक्टरों के साथ थर्मल न्यूट्रॉन रिकॉर्ड करने की संभावनाएं". Sov. Atomic Energy. 42: 64–66. doi:10.1007/BF01119710. S2CID 95935837.
  59. ↑ McGregor, D.S.; Lindsay, J.T.; Olsen, R.W. (1996). "Thermal Neutron Detection with Cadmium1−xZincxTelluride Semiconductor Detectors". Nucl. Instrum. Methods A. 381 (2–3): 498–501. Bibcode:1996NIMPA.381..498M. doi:10.1016/S0168-9002(96)00580-3.
  60. ↑ Beyerle, A.G.; Hull, K.L. (1987). "मर्क्यूरिक आयोडाइड डिटेक्टरों के साथ न्यूट्रॉन का पता लगाना". Nucl. Instrum. Methods A. 256 (2): 377–380. Bibcode:1987NIMPA.256..377B. doi:10.1016/0168-9002(87)90236-1.
  61. ↑ Bell, Z.W.; Pohl, K.R.; Van Den Berg, L. (2004). "मर्क्यूरिक आयोडाइड के साथ न्यूट्रॉन डिटेक्शन". IEEE Trans. Nucl. Sci. 51 (3): 1163–1165. Bibcode:2004ITNS...51.1163B. doi:10.1109/TNS.2004.829651. OSTI 812511. S2CID 62773581.
  62. ↑ van Eijk, C. W. E.; de Haas, J. T. M.; Dorenbos, P.; Kramer, K. W.; Gudel, H. U. (2005). एल्पासोलाइट और मोनोक्लिनिक थर्मल न्यूट्रॉन सिंटिलेटर्स का विकास. pp. 239–243. doi:10.1109/NSSMIC.2005.1596245. ISBN 978-0-7803-9221-2. S2CID 44200145. {{cite book}}: |journal= ignored (help)
  63. ↑ Stromswold, D.C.; AJ Peurrung; RR Hansen; PL Reeder (1999). "Direct Fast-Neutron Detection. PNNL-13068, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA". {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  64. ↑ Pozzi, S. A.; J. L. Dolan; E. C. Miller; M. Flaska; S. D. Clarke; A. Enqvist; P. Peerani; M. A. Smith-Nelson; E. Padovani; J. B. Czirr; L. B. Rees (2011). "फास्ट न्यूट्रॉन डिटेक्शन के लिए नए और मौजूदा ऑर्गेनिक सिंटिलेटर्स का मूल्यांकन". Proceedings of the Institute of Nuclear Materials Management 52nd Annual Meeting on CD-ROM, Palm Desert, California, USA. July 17 – 22.
  65. ↑ Lewis, J.M.; R. P. Kelley; D. Murer; K. A. Jordan (2014). "Fission signal detection using helium-4 gas fast neutron scintillation detectors". Appl. Phys. Lett. 105 (1): 014102. Bibcode:2014ApPhL.105a4102L. doi:10.1063/1.4887366.
  66. ↑ Ghosh, P.; W. Fu; M. J. Harrison; P. K. Doyle; N. S. Edwards; J. A. Roberts; D. S. McGregor (2018). "A high-efficiency, low-Ĉerenkov Micro-Layered Fast-Neutron Detector for the TREAT hodoscope". Nuclear Instruments and Methods in Physics: A. 904: 100–106. Bibcode:2018NIMPA.904..100G. doi:10.1016/j.nima.2018.07.035. S2CID 126130994.
  67. ↑ Ghosh, P.; D. M. Nichols; W. Fu; J. A. Roberts; D. S. McGregor (2020). "SiPM-युग्मित माइक्रो-लेयर्ड फास्ट-न्यूट्रॉन डिटेक्टर का गामा-रे अस्वीकृति". 2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC): 1–3. doi:10.1109/NSS/MIC42101.2019.9059869. ISBN 978-1-7281-4164-0. S2CID 204877955.
  68. ↑ Vanier, P. E.; Forman, L.; Dioszegi, I.; Salwen, C.; Ghosh, V. J. (2007). बड़े क्षेत्र के फास्ट-न्यूट्रॉन दिशात्मक डिटेक्टर का अंशांकन और परीक्षण. pp. 179–184. doi:10.1109/NSSMIC.2007.4436312. ISBN 978-1-4244-0922-8. S2CID 26211444. {{cite book}}: |journal= ignored (help)
  69. ↑ Frenje, J. (1996), "The MPR Neutron Diagnostic at Jet — An ITER Prototype Study", Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors, Springer US, pp. 417–420, doi:10.1007/978-1-4613-0369-5_49, ISBN 9781461380207
  70. ↑ Hutchinson, I. H. (2002). प्लाज्मा डायग्नोस्टिक्स के सिद्धांत (2nd ed.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0521803896. OCLC 50124576.
  71. ↑ John F. Beacom & Mark R. Vagins (2004). "Antineutrino Spectroscopy with Large Water Čerenkov Detectors". Physical Review Letters. 93 (17): 171101. arXiv:hep-ph/0309300. Bibcode:2004PhRvL..93q1101B. doi:10.1103/PhysRevLett.93.171101. PMID 15525063. S2CID 10472028.
  72. ↑ 72.0 72.1 Leo, W. R. (1994). परमाणु और कण भौतिकी प्रयोगों के लिए तकनीकें. Springer.
  73. ↑ 73.0 73.1 73.2 Cerny, J. C., Dolemal, Z., Ivanov, M. P., Kuzmin, E. P., Svejda, J., Wilhelm, I. (2003). "Study of neutron response and n–γ discrimination by charge comparison method for small liquid scintillation detector". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 527 (3): 512–518. arXiv:nucl-ex/0311022. Bibcode:2004NIMPA.527..512C. doi:10.1016/j.nima.2004.03.179.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  74. ↑ Jastaniah, S. D., Sellin, P. J. (2003). "Digital techniques for n–γ pulse shape discrimination capture-gated neutron spectroscopy using liquid". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 517 (1–3): 202–210. Bibcode:2004NIMPA.517..202J. doi:10.1016/j.nima.2003.08.178.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)


अग्रिम पठन

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=न्यूट्रॉन_संसूचन&oldid=158971’