Charakterizace a porovnání neutronových generátorů typu IEC a LINEAR D-T spektrometrickým systémem NGA-1

PECÁK, Oldřich, Zdeněk MATĚJ, Michal KOŠŤÁL, Evžen NOVÁK, Petr ALEXA, Radim UHLÁŘ, Filip MRAVEC, Aleš JANČÁŘ, František CVACHOVEC, Václav PŘENOSIL and Petr JANČÁŘ. Charakterizace a porovnání neutronových generátorů typu IEC a LINEAR D-T spektrometrickým systémem NGA-1 (Characterization and comparsion of neutron generators of IEC and LINEAR D-Tby the spectrometric system NGA-1). Jaderná energie. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 2020, 1. (66), Speciál, p. 117-123. ISSN 0448-116X.

Basic information

• Original name: Charakterizace a porovnání neutronových generátorů typu IEC a LINEAR D-T spektrometrickým systémem NGA-1
• Name (in English): Characterization and comparsion of neutron generators of IEC and LINEAR D-Tby the spectrometric system NGA-1
• Authors: PECÁK, Oldřich (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Zdeněk MATĚJ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Michal KOŠŤÁL (203 Czech Republic), Evžen NOVÁK (203 Czech Republic), Petr ALEXA (203 Czech Republic), Radim UHLÁŘ (203 Czech Republic), Filip MRAVEC (203 Czech Republic, belonging to the institution), Aleš JANČÁŘ (203 Czech Republic), František CVACHOVEC (203 Czech Republic), Václav PŘENOSIL (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Petr JANČÁŘ (203 Czech Republic).
• Edition: Jaderná energie, Praha, Státní nakladatelství technické literatury, 2020, 0448-116X.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10304 Nuclear physics
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14330/20:00116499
• Organization unit: Faculty of Informatics
• Keywords in English: Linear neutron generator; IEC neutron generator

Abstract

Článek se zaměřuje na popis dvou různých neutronových polí lineárního neutronového generátoru (s pevným terčem s obsahem tritia) a válcového neutronového generátoru IEC (Inertial Electrostatic Confinement) s plynovou náplní. Oba generátory používají reakci D–T (Deuterium–Tritium), která produkuje neutrony s energií 14,1MeV (v rozmezí 13–16 MeV), v závislosti na směru a energii příchozího jádra deuteria. Spektrometrický systém NGA-01 byl použit k charakterizaci neutronových spekter v blízkosti generátorů. Naměřená neutronová spektra byla porovnána se simulacemi realizovaný-mi pomocí výpočetního kódu MCNP6. Podle teoretické predikce tyto dva typy generátorů produkují různá neutronové pole. U lineárního generátoru se neutronové spektrum mění v závislosti na úhlu mezi podélnými osami detektoru a generátoru. Experimentální výsledky i simulace souhlasně ukazují posun energetického píku 14,1 MeV ve spektru. U generátorů typu IEC jsou tvar a poloha vrcholu neutronové energie také závislé na pozici detektoru. Oproti lineárnímu generátoru nedochází k výraznému energetickému posunu píku ve spektru, ale při měření v rovině kolmé na osu gene-rátoru se vrchol píku rozdělí na dva vrcholy. To ukázalo měření provedené stilbenem a ověření pomocí diamantového detektoru, který byl také použit pro charakterizaci generátoru typu IEC.

Abstract (in English)

This article focuses on description of two different neutron fields of linear neutron generator with solid-state target and of cylindrical Inertial Electrostatic Confinement (IEC) neutron generator with gas filling. They use a deuterium–tritium (D–T) reaction that produces neutrons with energy of 14.1 MeV (in the range of 13–16 MeV), depending on the direction and the energy of the incoming deuterium nucleus. Spectrometric system NGA-01 was used to characterize neutron spectra in the proximity of generators. Measured neutron spectra have been compared with simulations realized via MCNP6 computer code. According to the theoretical prediction, these two types of generators produce different ne-utron fields. The neutron spectrum of the linear generator varies depending on the angle between the detector and generator longitudinal axes. Both experimental results and simulation show a shift of the neutron energy 14.1 MeV peak in neutron spectrum. The shape and the position of the neutron energy peak from IEC generator depend also on the position of the detector. Compared to a linear generator, there is no significant energy shift of the peak in the spectrum, but for measurement in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the generator, the 14.1 MeV peak splits into two peaks that can be measured and distinguished. These was measured by stilbene detector and verified by the diamond detector, which was also used for characterization of the IEC type generator.