Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

N11 / PHYS820

Radiation Shielding 2023

Practical 1


PRACTICAL 1:

An introduction to Neutron detectors

Record below information on the detector and its performance.

A.    He-3 detector

Model/serial

number

Dimensions

Gas pressure

Bias voltage

Amplifier   shaping time

N/A

1m x 2inch

2 atm

1.2kV

12µsec

Sketch or paste a copy of the energy spectrum provided (He-3.csv) into the box below. Ensure you have calibrated the energy on the x-axis correctly.

Spectrum

Digital Rise-time = 12µsec   Flat top = 0.8µsec



Comment on the clarity of the structure in the spectrum, for example, how clearly are wall effects visible? What is the origin of these wall effects?

Moderator, moderator thickness and cadmium screening

This practical is done with the Am/Be neutron source in a water tank with a cadmium screen between the source and the detector to maximise the fast neutron component.

A fixed source-to-detector distance is used, and the count rate in the detector is recorded as moderating material is placed first, between the end of the tank and the detectors, then on the far side of the detector.

A  An unshielded detector [Polythene moderator]

A.1 Moderator between source and detector (Cadmium between tank and moderator).

The detector is most sensitive to thermal neutrons, but will have some sensitivity to epi- thermal neutrons.

Use your notes to sketch the setup used to collect the data showing relevant dimensions:

Detector used

Moderator

He-3

Polythene

Use the experimental data provided to extract the neutron count rate versus moderator thickness. The P1aMod” files are the ones required here. You can use either the Excel or Prospect format files to do this. The moderator slabs are each 2cm thick.

Determine the total count rate with (i) no moderator (ii) moderator slabs added one by one

Moderator

thickness (cm)

Count time

Count ± error

Count rate ±

error

Ratio relative to

zero moderator

± error

 

 

 

 

 

Plot count-rate ratio against moderator thickness below (or attach another plot e.g. Excel)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Explain the result:

A.2 Moderator on thefar side of the detector

Use the provided experimental data to extract the neutron count rate versus moderator thickness. The P1bMod” files are the ones required here. You can use either the Excel or

Prospect format files to do this. The moderator slabs are each 2cm thick.

Sketch the setup showing dimensions:

Determine the total count rate with (i) no moderator (ii) moderator slabs added one by one

Moderator

thickness (cm)

Count time

Count ± error

Count rate ±

error

Ratio relative to

zero moderator

± error

 

 

 

 

 

Plot count-rate ratio against moderator thickness below (or attach another plot e.g. Excel)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Explain the result:

B  An unshielded detector [Borated Polythene]

B.1    Borated  Polythene  between  source  and  detector  (Cadmium  between  tank  and moderator).

Use the provided experimental data to extract the neutron count rate versus moderator thickness. The P1cMod” files are the ones required here. You can use either the Excel or

Prospect format files to do this. The borated moderator slabs are each 1cm thick. Sketch the setup showing dimensions:

Determine the total count rate with (i) no moderator (ii) moderator slabs added one by one

Moderator

thickness (cm)

Count time

Count ± error

Count rate ±

error

Ratio relative to

zero moderator

± error

 

 

 

 

 

Plot count-rate ratio against moderator thickness below (or attach another plot e.g.Excel)