the use of tantalum foil in the study of production and transport of neutrons in assemblies with...
TRANSCRIPT
The use of tantalum foil in the study of production and transport of neutrons in
assemblies with lead target irradiated by high energy deuterons
Autor: Ondřej NovákKonzultant: RNDr. Vladimír Wagner, CSc
Introduction
• Problem of nuclear energy – long half – life of nuclear waste
• Solution= Transmutation– Changing stability of radioisotope by interaction of
neutron– Shorter half - life
Main goal:• To measure the quantity,
spatial distribution and energy of neutrons in the transmutation system by tantalum foil
Threshold energy
• Energy, which is the lowiest for special (n,xn) reaction
Reaction (n,γ)182Ta (n,2n)180Ta (n,4n)178mTa (n,5n)177Ta (n,6n)176Ta (n,7n)175Ta (n,9n)173Ta
Treshold
energy
0 MeV 7,6 MeV 22,7 MeV 29,2 MeV 37,5 MeV 44,5 MeV 60,7 MeV
Half -
life
114.5 d 8,152 h 2,36 h 56,56 h 8,09 h 10,5 h 3,14 h
Spectra analysis
• Fit of peaks by special (Gauss) function– Integral area
Data analysis• The measured amount of gamma-rays of
special line was calculated to obtain the total number of radioisotope with specific line.
• The total number of nuclei of specific isotope was calculated from these values by using the formula for the weighted average
n
i
n
i
chyba
chybahodnota
x
12
12
1
Reaction181Ta (n,gama)182Ta
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120E+00
1E-04
2E-04
3E-04
4E-04
5E-04
6E-04
7E-04
výsledný výtěžek/vzdálenost od středu 182Ta první měření
plate 1
plate 2
plate 3
plate 4
plate 5
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
0 10 20 30 40 50 600E+00
1E-04
2E-04
3E-04
4E-04
5E-04
6E-04
7E-04
výsledný výtěžek/vzdálenost od začátku 182Ta první měření
3 cm od středu
6 cm od středu
8,5 cm od středu
10,7 cm od středu
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
Reaction181Ta (n,2n)180Ta
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120E+00
5E-05
1E-04
2E-04
výsledný výtěžek/vzdálenost od středu 180Ta první měření
plate 1
plate 2
plate 3
plate 4
plate 5
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
0 10 20 30 40 50 600E+00
1E-05
2E-05
3E-05
výsledný výtěžek/vzdálenost od začátku 180Ta první měření
3 cm od středu
6 cm od středu
8,5 cm od středu
10,7 cm od středu
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
Reaction 181Ta (n,3n)179Ta
• Half - life is too long or too short• 179mTa 9 ms => stable 179Hf• 179Ta 1,87 year
Raction181Ta (n,4n)178Ta
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120E+00
1E-05
2E-05
výsledný výtěžek/vzdálenost od středu 178mTa první měření
plate 1
plate 2
plate 3
plate 4
plate 5
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
0 10 20 30 40 50 600.0E+00
5.0E-07
1.0E-06
1.5E-06
2.0E-06
2.5E-06
3.0E-06
3.5E-06
výsledný výtěžek/vzdálenost od začátku 178mTa první měření
3 cm od středu
6 cm od středu
8,5 cm od středu
10,7 cm od středu
d/cm
poče
t jad
e/g
na je
den
deut
eron
experiment - simulation
• The total number of neutrons(indirect)– Simulation describe whole system– Experiment only few places
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
Číslo fólie
Ex
pe
rim
et/
Sim
ula
ce
0,03=
1,36=
/ 153
Ta
Ta
chyba h
h
deuteronneutronůC
Experiment – simulation - Au
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
Číslo fólie
Ex
pe
rim
et/
Sim
ula
ce
0,03=
1,36=
Au
Au
mistake h
h
End