Ein großflächiger Detektor für die Grundlagenforschung der Neutronen | 2020

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Anonim

Der mehrschichtige Festkörperdetektor ist effizienter und reduziert systematische Fehler bei Neutronenmessungen. Beides sind wichtige Überlegungen, um eine Messgenauigkeit für die Lebensdauer von Neutronen innerhalb von 1 Sekunde zu erreichen. Dieser Detektortyp kann auch für die Zählung ultrakalter Neutronen (UCN), die UCN-Spektroskopie und andere grundlegende UCN-Wissenschaften und -Anwendungen verwendet werden.

Ein Multilayer-Oberflächendetektor für ultrakalte Neutronen (UCNs) wurde kürzlich von einem multi-institutionellen Team unter der Leitung von Wissenschaftlern am Los Alamos National Laboratory demonstriert. Dieser Detektor kann für Experimente in der Kernphysik eingesetzt werden. Die obere Bor-10-Schicht ist der Vakuumkammer ausgesetzt und fängt UCNs direkt ein. Die ZnS: Ag-Schicht unter der Bor-10-Schicht ist einige Mikrometer dick, was ausreicht, um die Ladungen von der zu detektieren 10B (n, α)7Die Li-Neutroneneinfangreaktion ist zwar dünn genug, so dass das durch die Neutroneneinfangreaktion erzeugte Licht leicht von Fotovervielfacherröhren und anderen Lichtsensoren, einschließlich Silizium-Fotovervielfachern, erfasst werden kann. Eine 100 nm dicke Bor-10-Schicht ergibt eine hohe UCN-Detektionseffizienz, die durch die mittlere kinetische UCN-Energie und andere bestimmt wird. Ein niedriger Hintergrund, einschließlich einer vernachlässigbaren Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsneutronen, wurde auch durch Pulsformanalyse und Vergleiche mit anderen vorhandenen Helium-3- und Bor-10-Detektoren verifiziert.

Diese Arbeit wurde vom Forschungs- und Entwicklungsprogramm des Labordirektors des Los Alamos National Laboratory finanziert.