Detección de neutrones

Hay dos aspectos clave para una detección eficaz de neutrones: el hardware y el software.

Las partículas atómicas y subatómicas se detectan por la firma que producen al interactuar con su entorno.

Su sensibilidad a los rayos gamma es insignificante, lo que proporciona un detector de neutrones muy útil.

En este diseño, dado que la reacción tiene lugar en la superficie, solo una de las dos partículas escapará al contador proporcional.

demostraron en 1987 que la fibra centelleante[14]​ y se lograron avances importantes a finales de los años 1980 y principios de los 1990 en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, donde se desarrolló como una tecnología clasificada.

[15]​[16]​[17]​[18]​[19]​ La documentación del sistema se desclasificó en 1994 y Oxford Instruments obtuvo su primera licencia en 1997, seguido de una transferencia a Nucsafe en 1999.

La absorción de neutrones produce un ion tritio, una partícula alfa y energía cinética.

Se han realizado esfuerzos y avances sustanciales para reducir la sensibilidad del detector de fibra a la radiación gamma.

Las mejoras en el diseño, el proceso y el algoritmo ahora permiten la operación en campos gamma de hasta 20 mR/h (60Co).

Debido a su alta densidad 6Li, este material es adecuado para producir detectores de neutrones compactos y livianos.

En consecuencia, el LiCaAlF6 se ha utilizado para la detección de neutrones a grandes altitudes en misiones con globos.

Un neutrón es absorbido en la película reactiva y emite espontáneamente productos de reacción energéticos.

En consecuencia, la discriminación entre eventos inducidos por neutrones y por rayos gamma (que producen principalmente electrones dispersos Compton) es difícil para los diodos semiconductores recubiertos de Gd.

Estos detectores tienen estructuras microscópicas grabadas en un sustrato semiconductor, que posteriormente se transforman en un diodo tipo clavija.

Es la forma hexagonal simple del BN la que más se ha estudiado como detector de neutrones.

Finalmente, se han investigado materiales semiconductores tradicionales con dopantes reactivos a neutrones, concretamente, detectores de Si(Li).

Para muchas aplicaciones, la detección de neutrones "rápidos" que retienen esta información es muy deseable.

Esto confunde los datos recopilados, ya que existe una superposición extrema en las mediciones y los eventos separados no se distinguen fácilmente entre sí.

Por lo tanto, parte del desafío radica en mantener las tasas de detección lo más bajas posible y en diseñar un detector que pueda mantener el ritmo de las altas tasas para producir datos coherentes.

La unidad escaladora se utiliza simplemente para contar el número de partículas o eventos entrantes.

Lo hace incrementando su recuento de partículas cada vez que detecta un aumento en la señal del detector desde el punto cero.

El pulso es simplemente la corriente de ionización en el detector causada por este evento representada en función del tiempo.

El ADC envía sus datos a una unidad DAQ que los clasifica en forma presentable para su análisis.

En este caso, los puntos trazados simplemente se vuelven más densos con más puntos superpuestos en el gráfico bidimensional y, por lo tanto, pueden usarse para calcular el número de eventos correspondientes a cada lectura de energía.

Si el tamaño de la cola extraída es una proporción fija del pulso total, entonces habrá dos líneas en el gráfico con pendientes diferentes.

Además, la efectividad del segundo y tercer paso revela si las tasas de eventos en el experimento son manejables.

Si las tasas son tan altas que un evento no se puede distinguir de otro, se pueden regular los parámetros físicos experimentales (blindaje, distancia detector-objetivo, ángulo sólido u otros) para obtener las tasas más bajas posibles y, por lo tanto, eventos distinguibles.

Estos aumentos repentinos serán tabulados y examinados con escepticismo si son injustificables, especialmente porque hay mucho ruido de fondo en la configuración.

Esto es cierto porque el pulso dura aproximadamente 50 ns, lo que permite un máximo de 2×107 eventos por segundo.

Los detectores de centelleo fueron inventados en 1903 por Crookes, pero no fueron muy eficientes hasta que Curran y Baker desarrollaron el PMT (tubo fotomultiplicador) en 1944.

Diseño básico de un detector de neutrones semiconductor microestructurado (MSND). [ 40 ]
Figura 1: Configuración experimental
Figura 2: Gráfico esperado de la energía de la cola frente a la energía en el pulso completo trazado para todas las energías del evento. Los puntos representan densidades numéricas de eventos