Високоефективний детектор швидких нейтронів на основі оксидних сцинтиляторів
Шестаков О. І. (науковий керівник: к. ф.- м. н. Онищенко Г. М.)

В даний час для виявлення ядерных матеріалів, що діляться, найбільш широко використовуються гелієві лічильники (He-3) з сповільнювачем. У зв’язку з низькою ефективністю  сповільнювання швидких нейтронів (ШН) результуюча ефективність реєстрації  (ЕР) лічильника не перевищує 5-7%, що призводить до різкого збільшення габаритів та ваги  детектора. Результати вимірювань [1,2] та моделювання [3] гамма-випромінювання з реакції (n, n `γ) на ядрах сцинтиляторів оксидного типу показали високу (~ 40-60%) ефективність реєстрації ШН. Таким чином, детектор, побудований на принципі внутрішньої реєстрації γ-випромінювання з реакції (n, n`γ) на ядрах сцинтилятора, може служити малогабаритною альтернативою He-3 детектору швидких нейтронів.
Незважаючи на те, що важкі оксидні сцинтилятори мають перетин (n, n`γ) розсіювання близько ~ 1-2 барн [1], вибір діапазону реєстрації γ-квантів (20-300 кеВ), врахування миттєвих γ-квантів з реакції (n, γ), електронів внутрішньої конверсії, дозволили отримати істотно вищу ефективність реєстрації. У разі застосування детектора в системах виявлення, одночасна реєстрація цим же детектором ще й супутніх γ-квантів (детектор не містить свинцевий екран, це режим ШН + гамма) також сприяє підвищенню ефективності реєстрації.
Принцип роботи детектора заснований на реєстрації γ-квантів з реакції (n, n `γ) [2] на ядрах сцинтилятора ZWO, GSO, BGO, CWO і т.д. В експериментах по вимірюванню ЕР було враховано вплив супутніх γ-квантів, розсіяних теплових та швидких нейтронів. Екран з окису гадолінію застосовувався для захисту від розсіяних теплових нейтронів. Свинцевий екран (50 мм) для захисту від супутнього γ-випромінювання джерела нейтронів, розташовується між джерелом і детектором.
У режимі реєстрації ШН свинцевий екран необхідний. У режимі реєстрації ШН + гамма свинцевий екран усувається. Також можлива добавка пластикового сповільнювача незначної товщини (~ 1 см), що с