+7 499 196 95 39
Изобретение относится к способам регистрации реакторных антинейтрино сцинтилляционным методом. Сущность изобретения заключается в том, что регистрацию антинейтрино осуществляют по реакции обратного бета-распада на протонах, при котором в слоях сегментированного гадолиний-содержащего неорганического сцинтиллятора, чередующихся со слоями органического сцинтиллятора, регистрируют фотоны сцинтилляций от аннигиляции рождающихся в ходе реакции обратного бета-распада позитронов (мгновенный сигнал), а также фотоны сцинтилляций от каскада гамма-квантов, испущенных при поглощении нейтронов, возникших в ходе реакции обратного бета-распада (задержанный сигнал). Технический результат – возможность детектирования реакторных антинейтрино. 1. Способ регистрации реакторных антинейтрино, заключающийся в том, что регистрируют фотоны сцинтилляций, образующиеся при попадании аннигиляционных гамма-квантов и нейтронов в гамма-лучевой сцинтиллятор на основе неорганического материала, содержащего атомы гадолиния, а гамма-лучевой сцинтиллятор на основе органического материала, содержащего атомы водорода и находящийся в непосредственной близости к сцинтиллятору на основе неорганического материала, используют в качестве протон-содержащей мишени, среды для замедления позитронов и нейтронов, а также активной защиты от заряженной и нейтронной компоненты фонового космического излучения, отличающийся тем, что в гамма-лучевом сцинтилляторе на основе неорганического материала, содержащего атомы гадолиния, определяют координату взаимодействия гамма-квантов, момент взаимодействия во времени и выделенную в результате взаимодействия энергию и отделяют полезные события от фоновых, регистрируя энерговыделение от аннигиляционных гамма-квантов в энергетическом диапазоне 400-3000 кэВ, от нейтронов в энергетическом диапазоне 5000-8000 кэВ, регистрируют мгновенные совпадения от ионизационных потерь энергии позитрона и/или аннигиляционных гамма-квантов во временном окне 10-8 с и задержанные на время 10-5 - 10-6 с сигналы от нейтронов и анализируют на соответствие заранее рассчитанным компьютерным моделям пространственные области в гамма-лучевом сцинтилляторе на основе неорганического материала, в которых мгновенно либо в определенных временных интервалах было зарегистрировано указанное энерговыделение.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неорганического сцинтилляционного материала, содержащего атомы гадолиния, используют материалы из ряда: Gd2SiO5, Gd2Si2O7, GdBr3, Gd3Al2Ga3O12 в форме монокристаллического или поликристаллического материала, содержащие в качестве активатора атомы Се и/или Tb и/или Eu, которые вводят в состав материала, замещая один или несколько элементов в количестве до 2 ат.%.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в неорганических сцинтилляционных материалах, содержащих атомы гадолиния, замещают до 60% атомов Gd атомами Y или лантаноидами.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неорганического сцинтилляционного материала, содержащего атомы гадолиния, используют сцинтилляционное стекло, содержащее оксиды Gd, Si, а в качестве активатора атомы Се и/или Tb.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического сцинтилляционного материала, содержащего атомы водорода, используют пластиковые сцинтилляторы или жидкие сцинтилляторы, не содержащие в своем составе гадолиний.