Hocheffizienter passiver Neutronenzähler HENC™
Das HENC-System kombiniert eine Detektionseffizienz von über 30 % mit einer erhöhten Abschirmung zur Reduzierung von Hintergründen und ist so konzipiert, dass es 208-Liter-Trommeln mit Nachweiswerten in der Größenordnung von 1,6 mg 240Pu-effektiv mit einer Zählzeit von 1000 Sekunden analysiert.
Der hocheffiziente Neutronenzähler HENC ist das Ultimative in der passiven Neutronenkoinzidenzzähler-Familie von Mirion. Das HENC-System kombiniert eine Detektionseffizienz von über 30 % mit einer erhöhten Abschirmung zur Reduzierung von Hintergründen und ist so konzipiert, dass es 208-Liter-Trommeln mit Nachweiswerten in der Größenordnung von 1,6 mg 240Pu-effektiv mit einer Zählzeit von 1000 Sekunden analysiert. Mit den erweiterten Korrektur- und Analysetechniken wie Add-A-Source und Multiplizitätszählung ist das HENC auch ein äußerst genaues Probensystem.
Zu den Komponenten des vorgeschlagenen Systems gehören der Neutronenzähler mit 3 He-Detektoren, schnelle Vorverstärker/Diskriminator-Platinen auf Amptek-Basis (Modell JAB-01), die Koinzidenz-Elektronik, Computerhardware und Anwendungssoftware. Das Komplettsystem ist für einfache Bedienung und minimalen Wartungsaufwand ausgelegt.
Die spontanen Spaltneutronen aus den geraden Isotopen des Plutoniums werden mithilfe der passiven Neutronenkoinzidenz oder der Vielfachzählung gemessen. Der Neutronenzähler besteht aus einem Moderator aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) mit 3He-Röhren, die auf allen sechs Seiten des Detektors in optimalem Abstand für maximale Detektoreffizienz eingebettet sind.
Die Software konvertiert die korrigierte Zählrate in eine 240Pu-effektive Rate (Kombination aus 238Pu, 240Pu und 242Pu) und berechnet die Gesamtmessunsicherheit.
Die Neutronendetektionseffizienz des Zählers beträgt 30 % für 252Cf-Neutronen, die in der Mitte des Probenraums emittiert werden. Das räumliche Verhalten des Zählers ist gleichmäßig. Die Abweichungen vom mittleren Wirkungsgrad betragen weniger als 3 % für die Gesamtwerte (nicht koinzidente Neutronen). Ein optionaler Trommelrotator sorgt aufgrund der rechteckigen Form der Probenkammer für zusätzliche Glättung von Ungleichmäßigkeiten.
Durch die Verwendung der Add-A-Source-Technik (AAS) können die Matrixeffekte reduziert werden. Eine Darstellung der AAS-Messung ist in Abbildung 1 gezeigt. Das AAS führt eine kleine 252Cf-Quelle am Ende der passiven Probe in die Probenkammer ein und vergleicht dieses Ergebnis mit einem Wert der leeren Kammer. Anhand dieser relativen Messung wird die Auswirkung der Abfallmatrix bewertet und eine entsprechende Korrektur vorgenommen. Die 252Cf-Quelle für die AAS-Korrektur wird über dem Zähler in einem HDPE-Schirm gelagert. Die Messungen zeigen, dass das Vorhandensein der 252Cf-Quelle keine signifikanten Auswirkungen auf die Hintergrundmesswerte hat. Die Quellenlagerung wird von der Software gesteuert.
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