241Am-Be nötron alanında epitermal nötron spektrum α-biçim parametresinin 98Mo, 55Mn ve 197Au üçlü monitör yöntemiyle belirlenmesi

Abstract

Nötron kaynaklarından elde edilen termal nötron alanları, belirli bir kaynak konfigürasyonundaki termalizasyon işlemi nedeniyle her zaman bir epitermal bileşene sahiptir (genellikle nötron enerjisi, En>0,55 eV). İdealde, epitermal spektrum dağılımı artan nötron enerjisine bağlı olarak 1/E şeklinde davranır ve termalize olmuş nötron alanlarında, epitermal nötronların varlığı ihmal edilemez. Bir ışınlama konumunda, özellikle epitermal nötron akı dağılımının idealden sapması, element konsantrasyonlarının, termal nötron tesir kesitlerinin, rezonans integrallerinin, etkin rezonans enerjilerinin ve nötron aktivasyon analizlerindeki (NAA) diğer nükleer parametrelerin daha kesin ve doğru bir şekilde elde edilmesinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu tez çalışmasında, idealden sapmanın bir ölçüsü olan, α-biçim parametresi ile 1/E1+α ifadesiyle tanımlanan epitermal spektrumun idealden sapması araştırılmıştır. Bu amaçla, bir 37 GBq 241Am-Be nötron kaynağının iki farklı ışınlama konumu için α-biçim parametreleri, 98Mo, 55Mn ve 197Au üçlü monitör yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Işınlama konumu 1 (manuel konum) ve ışınlama konumu 2 (pnömatik konum) için α-biçim parametresi sonuçları sırasıyla -0,053±0,007 ve -0,055±0,008 olarak bulunmuştur. Ayrıca, 1/E1+α epitermal nötron spektrumundaki α-biçim parametreleri için diğer belirleme yöntemleri, elde edilen deneysel veriler kullanılarak karşılaştırılmıştır. Düşük nötron akılarında kadmiyum oranı yönteminin, epitermal nötron spetrumlarındaki α-biçim parametreleri için en iyi sonuçları veren yöntem olduğu belirlenmiştir.

The thermalized neutron fields obtained from the neutron sources always have an epithermal component (generally neutron energy, En>0,55 eV) due to the thermalization process of a given source configuration. Ideally, the epithermal spectrum distrubution behaves as 1/E with increasing neutron energy and the presence of epithermal neutrons can not be omitted in the termalized neutron fields. Especially, the non-ideality of the epithermal neutron flux distribution at the irradiation site has an important effect for obtaining more precise and accurate element concentrations, and the nuclear parameters such as thermal neutron cross sections, resonance integrals and effective resonance energies for the isotopes in the neutron activation analysis (NAA). In this thesis, the non-ideality of epithermal spectrum which can be described by an 1/El+α representation, with parameter α being a measure of the non-ideality was investigated. For this, the α-shaping parameter of two different irradiation sites of a 37 GBq 241Am-Be neutron source was determined by employing triple monitor method with use of 98Mo, 55Mn and 197Au isotopes. The results for α-shaping parameter for irradition site 1 (manual position) and site 2 (pneumatic position) are found to be -0,053±0,007 and -0,055±0,008 respectively. In addition, the other methods for the experimental α-determination in an 1/El+α epithermal neutron spetrum are compared with each other by using the present measurement results. It was shown that the cadmium ratio method among them gives the best results for the α-shaping parameters of the epithermal neutron spectra at low neutron fluence rates.