Využití fólií z tantalu při studiu produkce a transportu neutronů v sestavách s olověným
terčem ozařovaným deuterony s vysokou energií
Autor: Ondřej NovákKonzultant: RNDr. Vladimír Wagner, CSc
Úvod
• Problém jadrné energetiky – dlouhý poločas rozpadu produktů
• Řešení = transmutace– transmutace radioizotopu záchytem neutronu– Kratší poločas rozpadu
Prahová energie
• Energie od které se děje (n,xn) reakce
Reakce (n,γ)182Ta (n,2n)180Ta (n,4n)178mTa (n,5n)177Ta (n,6n)176Ta (n,7n)175Ta (n,9n)173Ta
Prahová
energie
0 MeV 7,6 MeV 22,7 MeV 29,2 MeV 37,5 MeV 44,5 MeV 60,7 MeV
Poločas
rozpadu
114.5 d 8,152 h 2,36 h 56,56 h 8,09 h 10,5 h 3,14 h
Cíl práce:
• Změřit množství, prostorové rozložení a energii neutronů v transmutační soustavě pomocí tantalových fólií
Zpracování dat
• Prokládání píků speciální (Gaussovou) křivkou– integrál
Analýza dat
• Naměřené množství gama záření každé linky bylo přepočítáno na celkové množství vzniklých částic daného izotopu podle počítané linky.
• Z těchto hodnot bylo pomocí vzorce pro vážený průměr vypočítáno celkové množství vzniklých jader daného izotopu
n
i
n
i
chyba
chybahodnota
x
12
12
1
Reakce 181Ta (n,gama)182Ta
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120E+00
1E-04
2E-04
3E-04
4E-04
5E-04
6E-04
7E-04
výsledný výtěžek/vzdálenost od středu 182Ta první měření
plate 1
plate 2
plate 3
plate 4
plate 5
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
0 10 20 30 40 50 600E+00
1E-04
2E-04
3E-04
4E-04
5E-04
6E-04
7E-04
výsledný výtěžek/vzdálenost od začátku 182Ta první měření
3 cm od středu
6 cm od středu
8,5 cm od středu
10,7 cm od středu
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
Reakce 181Ta (n,2n)180Ta
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120E+00
5E-05
1E-04
2E-04
výsledný výtěžek/vzdálenost od středu 180Ta první měření
plate 1
plate 2
plate 3
plate 4
plate 5
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
0 10 20 30 40 50 600E+00
1E-05
2E-05
3E-05
výsledný výtěžek/vzdálenost od začátku 180Ta první měření
3 cm od středu
6 cm od středu
8,5 cm od středu
10,7 cm od středu
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
Reakce 181Ta (n,3n)179Ta
• Poločas rozpadu produktů je příliš krátký nebo dlouhý
• 179mTa 9 ms => vzniká stabilní 179Hf• 179Ta 1,87 roku
Reakce 181Ta (n,4n)178Ta
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120E+00
1E-05
2E-05
výsledný výtěžek/vzdálenost od středu 178mTa první měření
plate 1
plate 2
plate 3
plate 4
plate 5
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
0 10 20 30 40 50 600.0E+005.0E-071.0E-061.5E-062.0E-062.5E-063.0E-063.5E-06
výsledný výtěžek/vzdálenost od začátku 178mTa první měření
3 cm od středu
6 cm od středu
8,5 cm od středu
10,7 cm od středu
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
experiment - simulace
• Určení celkového počtu neutronů (nepřímé)– Simulace popisuje celou soustavu– Experiment pouze několik míst
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
Číslo fólie
Expe
rimet
/Sim
ulac
e
0,03=1,36=
/ 153
Ta
Ta
chyba hh
deuteronneutronůC
Závěr
• Zpracoval jsem část dat z experimentu• Zjistil jsem naprodukované množství
radioizotopů• Popis rozložení neutronů a jejich celkový počet• Získané výsledky budou použity pro testy
modelů popisujících soustavu.
