Спектроскопия реакторных антинейтрино

• Автор: Копейкин, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Изучение спектра антинейтрино ядерного реактора в области энергий > 2 МэВ

1. Состояние в изучении спектра Уе реактора к середине 70-ых годов: методика и результаты

1.1. Расчётный метод

1.2. Метод конверсии

1.3. Прямое измерение Уе-спектра на реакторе

1.4. Результаты изучения Уе -спектра к середине 70-ых годов

2. Обнаружение динамики спектра Уе реактора, связанной

с выгоранием урана и накоплением плутония

2.1. Проблемы спектра Уе реактора

2.2. Расчёт равновесных Уе- и (3-спектров смеси продуктов деления
2.2.1. Методика расчёта
2.2.2. Влияние захвата нейтронов продуктами деления
2.3. Анализ расчётов и задачи дальнейших исследований
2.4. Экспериментальное изучение спектров р-частиц смесей
9-зс 239 3*
продуктов деления и и Ри на установке “Диск”
2.4.1. Измерение отношения спектров Э-частиц
2.4.2. Измерение накопления Р-активности продуктов деления .
2.4.3. Итоги опытов на установке “Диск”
3. Связи между спектрами уе и Р - частиц смесей продуктов деления ядер
3.1. Закономерности в поведении Уе- И Р-спектров смесей продуктов деления ядер
3.2. Связь между спектрами реакторных Уе и Р-электронов

Глава II. Спектрометрия реакторных антинейтрино: эксперименты на детекторе НД-
1. Реакция обратного 0 - распада уе + р —> п + е+
2. Спектрометр НД-1 в нейтринной лаборатории
на РовенскойАЭС
2.1. Нейтринная лаборатория на РАЭС
2.2. Конструкция детектора НД
2.3. Активная и пассивная защита
2.4. Детектирование событий реакции уе + р -» п + е+
2.5. Спектральные характеристики и калибровка детектора НД-1 .
2.6. Долговременный контроль характеристик детектора НД-1
2.7. Источники фона и способы его подавления
2.7.1. Фон от реактора
2.7.2. Фон, связанный с собственной радиоактивностью материалов
2.7.3. Фон от космического излучения
3. Измерение спектра Уе реактора с помощью НД-
3.1. Стандартный спектр Уе реактора
3.2. Порядок измерений спектра Уе и результаты
3.3. Первое прямое наблюдение динамики уе-спектрареактора .
4. Итоги спектральных исследований на НД-
4.1. Основные результаты измерений на установке НД-1
4.2. Направления развития спектрометрии реакторных уе
4.3. Пути повышения точности спектральных измерений
Глава III. Спектрометрия реакторных антинейтрино: эксперименты на детекторе РОНС
1. Ровенский нейтринный спектрометр РОНС
1.1. Конструкция и схема детектирования антинейтрино
1.2. Характеристики спектрометра и их стабильность
2. Измерения и результаты
2.1. Спектр уе реактора
2.2. Динамика скорости счёта нейтринных событий
2.3. Динамика спектра Уе реактора
3. Обсуждение результатов измерений. Заключение

Глава IV. Методика расчёта неравновесного спектра антинейтрино ядерного реактора
1. Новые задачи в изучении спектра ує реактора
1.1. Учёт особенностей эмиссии антинейтрино в области энергий >2 МэВ при изучении реакции Уер —> пе+
1.1.1. Стандартный подход к моделированию спектра антинейтрино
1.1.2. Неравновесная составляющая спектра антинейтрино
1.2. Поиски магнитного момента нейтрино и проблема спектра антинейтрино реактора в области энергий <2 МэВ
1.2.1. Источники формирования спектра Уе реактора
1.2.2. Неравновесность спектра уе и учёт истории облучения топлива
2. Спектр “делительных” антинейтрино реактора, р
2.1. Вычисление удельных активностей продуктов деления
2.2. База ядерных данных
2.3. Спектр уе продуктов деления, накопленных в реакторе
3. Спектр “неделительных” антинейтрино реактора, с р

3.1. Поправка к спектру р, вызванная активацией нейтронами продуктов деления, Агр
3.2. Спектр уе, возникающих при |3-распаде тяжёлых

изотопов, р
Глава V. Результаты расчётов неравновесного потока и спектра антинейтрино ядерного реактора
1. Поток антинейтрино реактора
1.1. Компоненты потока
1.2. Антинейтринное излучение смесей продуктов деления
изотопов 235 и, 239Ри,238и,241 Ри
1.3. Величина и динамика потока реакторных антинейтрино
1.4. Оценка примеси нейтрино Уе к потоку уе реактора
2. Спектр антинейтрино реактора
2.1. Учёт неравновесной составляющей спектра
в области > 2 МэВ
2.2. Результаты расчёта спектра в области энергий Он-2 МэВ
Конструкция установки обеспечивала практически одновременное измерение трёх спектров: спектра бета-частиц вместе с фоном от облучён-
215 239 тч-
ных мишеней и, аналогичного спектра от мишенеи Ри и спектра
фона. В отдельном опыте было показано правильность проведения измерений фона.
Измерения продолжались около трёх месяцев и велись отдельными сериями длительностью от 105с до 3-105с. Перед началом и после окончания каждой серии проводилась калибровка и контрольные измерения с помощью генераторов импульсов и радиоактивных источников конверсионных и бета-электронов: 207 В1 (К-линия 482 кэВ и (К+Ь)-линия 991 кэВ), 56Мп (Едмх=2848 кэВ), |44Се-144Рг (Е£1ах=2997 кэВ), 42К (Етах=3519 юВ)5 38с1(Етах=4913 кэВ) и Др [94.97] Область энергий Е >5 МэВ контролировалась по пику потерь космических мезонов в основном детекторе. При обработке результатов учитывались потери энергии электронов в источнике, воздухе, плёнках и т.п. Измерения показали, что нелинейность энергетической шкалы не превышала 1%, а её нестабильность в продолжение всего эксперимента лежала в пределах 0,5%.
На рис. 5 и 6 показаны спектр конверсионных электронов источника 207 В1 и бета-спектр с графиком Кюри источника 144 Се—144 Рг. Видно, что спектрометр имеет хорошее разрешение ДЕ/Е=11% при энергии Те=1 МэВ (ДЕ - ширина на половине высоты) и хорошо передаёт форму (3-спектра.
Вслед за проверкой спектрометра приводился во вращение диск с мишенями и устанавливался источник нейтронов. В течение первых трёх часов облучения мишеней измерялись только временные зависимости на-

растания р-активностей Ии Ри и только после этого начинались основные измерения. Указанная выдержка требовалась для установления электронных спектров до практически стационарного уровня.