Digitized Two-Parameter Spectrometer for Neutron-Gamma Mixed Field

Espectrómetro digitalizado de dos parámetros para campo mixto de neutrones y gamma

Este documento muestra los resultados del procesamiento digital de los pulsos de salida de un detector combinado de fotón-neutrón utilizando un digitalizador ACQUIRIS DP 210 disponible en el mercado. La ventaja del procesamiento digital es la reducción del peso y el tamaño del aparato, la aceleración de la medición y el aumento de la capacidad para manejar la acumulación de pulsos. Se presenta el espectro de neutrones y fotones de la fuente de radionúclidos 252Cf.

1. Introducción

El reciente desarrollo en la esfera del procesamiento de datos digitales permite una reducción drástica del sistema espectrométrico; esto se logra convirtiendo el curso temporal del pulso detectado en muestras numéricas a la salida del digitalizador. La transmisión y el procesamiento de datos adicionales pueden hacerse exclusivamente de manera digital. El procedimiento descrito anteriormente tiene muchas ventajas:

- Reducción del tamaño de los dispositivos espectrométricos

- Aumento de la tasa de medición (es decir, basta con una medición más corta y, por lo tanto, más barata)

- Posibilidad de análisis avanzado de la forma del pulso, por ejemplo, evaluación de los impulsos superpuestos causados por la rápida secuencia de detección de partículas.

- En ciertos casos, puede determinarse otra característica del impulso de salida - la duración característica (constante de tiempo) de los impulsos de salida.

El último parámetro mencionado lleva a veces información muy útil sobre la naturaleza de la partícula detectada. Esto se aplica, por ejemplo, al centelleador orgánico de estilbeno o al tipo NE-213. La distinción de la naturaleza de las partículas (en nuestro caso, neutrón/fotón) se basa en la diferente relación entre la probabilidad de excitación en estado triplete en la molécula del centelleador (la desexcitación genera la parte lenta de la fluorescencia) y la potencia lineal de parada de las partículas cargadas detectadas. El centelleo de neutrones (un neutrón se detecta por medio de un protón disperso) tiene un decaimiento más largo que el impulso fotónico (un fotón se detecta por medio de un electrón disperso).

Estableciendo una gran resistencia de carga a la salida del detector de centelleo, podemos lograr un estado en el que la velocidad de la parte creciente del impulso de tensión de salida (tiempo de subida) refleja las diferencias en el curso del tiempo de los impulsos de corriente. Esta información diferente llevada por los cursos de tiempo puede ser utilizada para distinguir el impulso de neutrones del de fotones. Los cursos de tiempo de un impulso de neutrones y fotones se muestran en la Fig. 1(a). En este caso, la constante de tiempo de centelleo es significativamente menor que la constante de tiempo del circuito que consiste en una resistencia de trabajo y una capacitancia parásita. Podemos ver que un pulso de neutrones se eleva 2-3 ns más que un pulso de fotones.