Multiwire Position-Sensitive Neutron Detector with Two Layers of Boron-10

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Multiwire position-sensitive neutron detector with two layers of boron-10 was developed to detect both thermal and fast neutrons. Sensitive dimensions of two coordinate neutron detector are 50 × 50 mm. New detector characteristics are compared with ones of 100 × 100 mm detector built earlier which we used in neutron flux spatial distribution measurement. Plane-parallel design of new detector has symmetrical structure with respect to wire anode and also includes two intermediate grids and two cathodes made of parallel wires with 2 mm pitch and two silicon substrates coated boron-10 layers of 0.003 mm thickness. Detector geometry, working gas mixture and pressure are chosen so as to ensure full absorption of secondary alpha particle from reaction with thermal neutron within detector gas medium half thickness. Neutron coordinates are determined from measured ionization loss pulse heights produced by secondary nucleus. Detector expected efficiency to thermal neutrons is about 5%. The detector can be used in small-angle and diffraction scattering setups in condensed matter physics.

About the authors

S. I. Potashev

Institute for Nuclear Research of the RAS; P.N. Lebedev Physical Institute of the RAS

Author for correspondence.
Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312; Moscow, 119991

A. A. Afonin

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

Y. M. Burmistrov

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

A. I. Drachev

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

A. A. Kasparov

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

S. K. Karaevsky

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

I. V. Meshkov

P.N. Lebedev Physical Institute of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

V. N. Ponomarev

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

V. I. Razin

Institute for Nuclear Research of the RAS

Email: potashev@inr.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

References

  1. Аксенов В.Л., Балагуров А.М. // УФН. 1996. Т. 166. № 9. С. 955. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0166.199609e.0955
  2. Кузнецов С.П., Мешков И.В., Садыков Р.А., Литвин В.С., Лапушкин Ю.А., Алексеев А.А., Коптелов Э.А. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2013. Т. 40. № 9. С. 3. https://www.doi.org/10.3103/S1068335613090017
  3. Grigoriev S.V., Potapova N.M., Moskvin E.V., Dyadkin V.A., Dewhurst Ch., Maleyev S.V. // JETP Lett. 2014. V. 100. № 3. P. 238. https://www.doi.org/10.7868/S0370274X14150132
  4. Jiang X.-F., Zhou J.-R., Luo H., Xiao L., Zhou X.-J., Xu H., Xia Y.-G., Wu X.-G., Zhu L., Yang W.-Q., Yang G.-A., Guan B.-J., Zhang H.-Y., Zhao Y.-B., Sun Z.-J., Chen Y.-B. // Nucl. Sci. Tech. 2022. V. 33. № 7. P. 89. https://www.doi.org/10.1007/s41365-022-01067-1
  5. Андреев В.А., Ганжа Г.А., Иванов Е.А., Ильин Д.С., Коваленко С.Н., Колхидашвили М.Р., Крившич А.Г., Надточий А.В., Рунов В.В., Соловей В.А., Шабанов Г.Д. // ФТТ. 2010. Т. 52. № 5. С. 964.
  6. Белушкин А.В., Богдзель А.А., Журавлев В.В., Кутузов С.А., Левчановский Ф.В., Литвиненко Е.И., Че Л.Е., Пантелеев Ц.Ц., Приходько В.И., Черников А.Н., Чураков А.В., Швецов В.Н. // ФТТ. 2010. Т. 52. № 5. С. 961.
  7. Kampmann R., Marmotti M., Haese-Seiller M., Kudryashov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2004. V. 529. P. 342.
  8. Jin W., Muhlbauer S., Bender P., Liu Y., Demirdis S., Fu Z., Xiao Y., Nandi Sh., Cao G.-H., Su Y., Bruckel T. // Phys. Rev. B. 2022. V. 105. № 18. P. L180504. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.105.L180504
  9. Aksenov V.L., Balagurov A.M., Kozlenko D.P. // Phys. Part. Nuclei. 2016. V. 47. № 4. P. 627. https://www.doi.org/10.1134/S106377961604002X
  10. Uno S., Uchida T., Sekimoto M., Murakami T., Miyama K., Shoji M., Nakano E., Koike T., Morita K., Satoh H., Kamiyama T., Kiyanagi Y. // Phys. Procedia. 2012. V. 26. P. 142. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2012.03.019
  11. Kohli M., Allmendinger F., Haubler W., Schroder T., Klein M., Meven M., Shmidt U. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 828. P. 242. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2016.05.014
  12. Zhou J., Xiu Q., Zhou X., Zhou J., Ma L., Schmidt C.J., Klein M., Xia Yu., Zhu G., Huang Ch., Sun G., Hu B., Sun Zh., Chen Yu. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2020. V. 953. P. 163051. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2019.163051
  13. Potashev S.I., Drachev A.I., Burmistrov Yu.M., Karaevsky S.Kh., Kasparov A.A., Ponomarev V.N., Solodukhov G.V. // EPJ Web Conf. 2020. V. 231. P. 05010. https://doi.org/10.1051/epjconf/202023105010
  14. Поташев С.И., Бурмистров Ю.М., Конобеевский Е.С., Мешков И.В., Зуев С.В., Марин В.Н. // Поверхность. Рентген., синхротрон. нейтрон. исслед. 2021. Т. 10. C. 108. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021100162
  15. Поташев С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И., Зуев С.В., Караевский С.Х., Каспаров А.А., Конобеевский Е.С., Мешков И.В., Пономарев В.Н., Разин В.И., Солодухов Г.В. // Известия РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 4. С. 532. https://www.doi.org/10.31857/S0367676520040225
  16. Поташев С.И., Каспаров А.А., Пономарев В.Н. // Известия РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 9. С. 1304. https://www.doi.org/10.31857/S0367676522090241
  17. Мешков И.В., Поташев С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И., Зуев С.В., Караевский С.Х., Каспаров А.А., Конобеевский Е.С., Кузнецов С.П., Марин В.Н., Пономарев В.Н., Солодухов Г.В. // Известия РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 4. С. 497. https://www.doi.org/10.31857/S0367676520040195
  18. Каспаров А.А., Поташев С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И. // Известия РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 5. С. 694. https://www.doi.org/10.31857/S0367676521050124
  19. Патент 2788834 (РФ). Позиционно-чувствительный детектор медленных и быстрых нейтронов. / Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН). Поташев С.И., Драчев А.И., Каспаров А.А., Бурмистров Ю.М. // 2023.
  20. Гюльханданьян О.М., Джилкибаев Р.М., Радченко О.М., Штраних И.В. Электроника пропорциональных камер с аналоговым съемом информации. Препринт П-0237. Москва: ИЯИ РАН, 1982.
  21. Патент № 2634330 (РФ). Фотонейтронный источник. / Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН). Андреев А.В., Бурмистров Ю.М., Зуев С.В., Конобеевский Е.С., Латышева Л.Н., Мордовской М.В., Пономарев В.Н., Солодухов Г.В., Соболевский Н.М // 2017.
  22. Karaevsky S.Kh., Potashev S.I., Drachev A.I., Burmistrov Yu.M. // Phys. Atom. Nuclei. 2019. V. 82. № 12. P. 1686. https://www.doi.org/10.1134/S1063778819120147

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences