طراحی آشکارساز طویل و تعیین ابعاد بهینه، بازده و پاسخ زاویه ای آن و ارایه ی روش ساخت شمارشگر نوترون با پاسخ گسترده

اندازه گیری شار نوترون مستلزم به کارگیری آشکارسازهایی است که جهت دار و غیرحساس به پرتو گاما بوده و پاسخ آن ها مستقل از انرژی نوترون باشد. از جمله ی این آشکارسازها می توان به شمارگر طویل اشاره کرد. این مقاله به طراحی این نوع آشکارساز با استفاده از کد مونت کارلوی MCNPX می پردازد. شمارگر استفاده شده در این طراحی، از نوع تناسبی گازی بود که با گاز 3BF در فشار Torr400 پر شده و دارای طول و قطر فعال به ترتیب برابر با cm1/31 و cm4/2 می باشد. با قرار گرفتن این شمارگر در کندساز، بازده آن برای شمارش نوترون های تند افزایش می یابد. ابعاد بهینه ی کندساز ها (داخلی و خارجی) و عمق شیار ایجاد شده در کندساز داخلی با توجه به محاسبات انجام شده به ترتیب 8 ، 8 و cm10 تعیین شده است. منحنی پاسخ محاسبه شده ی آشکارساز تا انرژی MeV20 هم خوانی خوبی با منحنی های داده شده در مقالات مربوطه دارد. در تمام مقالات و گزارش ها پاسخ این آشکارساز تا انرژی MeV20 محاسبه شده است ولی در مقاله ی حاضر پاسخ این آشکارساز برای اولین بار تا انرژی MeV100 محاسبه شده است. ضمنا در بازه ی انرژی 40 تا MeV100 پاسخ آشکارساز نسبت به سایر بازه ها یکنواخت تر است. علاوه بر این، برای جلوگیری از ورود نوترون های پراکنده شده از اطراف، بین پلی اتیلن داخلی و خارجی لایه ای از کادمیم به ضخامت mm1 قرار داده شده است. پاسخ زاویه ای برای سه انرژی 5/2، 5 و MeV19 و تاثیر آن بر بازده آشکارساز بررسی شده است. در زاویه ی 90 درجه که چشمه ی نوترون کاملا در راستای محور هندسی آشکارساز قرار دارد، پاسخ آشکارساز بیش ترین مقدار را دارد.