Abstract
A nanosecond pulsed Van de Graaff accelerator has been used to study the behaviour of fast neutrons in non-multiplying metal assemblies. A pulsed neutron source technique has been utilized to measure fast non-elastic cross-sections for iron. The method employed is similar to that used to measure absorption cross-sections in thermal assemblies, with the exception that the fast decay times are of the order of nanoseconds rather than microseconds. Nanosecond bursts of monoenergetic neutrons are injected into various size iron assemblies. The neutron flux in these assemblies is observed to decay exponentially with a characteristic decay constant. The decay constant is composed of a sum of terms which represent neutron loss due to leakage and energy degradation. Energy degradation represents a neutron loss since a biased neutron detector is used. The removal term due to elastic and nonelastic scattering can be determined by measuring the decay constant as a function of assembly size. A theoretical development is presented for calculating the fraction that the elastic scattering contributes to the removal term, hence the non-elastic cross-section can be determined. The theoretical treatment for calculating the elastic contribution has been verified experimentally. The non-elastic cross-section for iron has been measured by this technique
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Beghian, L. E.;
Wilensky, S.
[1]
- Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (United States)
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Beghian, L. E., and Wilensky, S.
The Pulsed Neutron Technique Applied to Fast Non-Multiplying Assemblies; Application de la Methode des Neutrons Pulses aux Assemblages Non Multiplicateurs a Neutrons Rapides; Primenenie metoda impul'snykh nejtronov pri izuchenii povedeniya bystrykh nejtronov v nerazmnozhayushchikh sborkakh; Aplicacion de la Tecnica de los Neutrones Pulsados a Conjuntos Rapidos de Materiales No Multiplicadores.
IAEA: N. p.,
1965.
Web.
Beghian, L. E., & Wilensky, S.
The Pulsed Neutron Technique Applied to Fast Non-Multiplying Assemblies; Application de la Methode des Neutrons Pulses aux Assemblages Non Multiplicateurs a Neutrons Rapides; Primenenie metoda impul'snykh nejtronov pri izuchenii povedeniya bystrykh nejtronov v nerazmnozhayushchikh sborkakh; Aplicacion de la Tecnica de los Neutrones Pulsados a Conjuntos Rapidos de Materiales No Multiplicadores.
IAEA.
Beghian, L. E., and Wilensky, S.
1965.
"The Pulsed Neutron Technique Applied to Fast Non-Multiplying Assemblies; Application de la Methode des Neutrons Pulses aux Assemblages Non Multiplicateurs a Neutrons Rapides; Primenenie metoda impul'snykh nejtronov pri izuchenii povedeniya bystrykh nejtronov v nerazmnozhayushchikh sborkakh; Aplicacion de la Tecnica de los Neutrones Pulsados a Conjuntos Rapidos de Materiales No Multiplicadores."
IAEA.
@misc{etde_22123025,
title = {The Pulsed Neutron Technique Applied to Fast Non-Multiplying Assemblies; Application de la Methode des Neutrons Pulses aux Assemblages Non Multiplicateurs a Neutrons Rapides; Primenenie metoda impul'snykh nejtronov pri izuchenii povedeniya bystrykh nejtronov v nerazmnozhayushchikh sborkakh; Aplicacion de la Tecnica de los Neutrones Pulsados a Conjuntos Rapidos de Materiales No Multiplicadores}
author = {Beghian, L. E., and Wilensky, S.}
abstractNote = {A nanosecond pulsed Van de Graaff accelerator has been used to study the behaviour of fast neutrons in non-multiplying metal assemblies. A pulsed neutron source technique has been utilized to measure fast non-elastic cross-sections for iron. The method employed is similar to that used to measure absorption cross-sections in thermal assemblies, with the exception that the fast decay times are of the order of nanoseconds rather than microseconds. Nanosecond bursts of monoenergetic neutrons are injected into various size iron assemblies. The neutron flux in these assemblies is observed to decay exponentially with a characteristic decay constant. The decay constant is composed of a sum of terms which represent neutron loss due to leakage and energy degradation. Energy degradation represents a neutron loss since a biased neutron detector is used. The removal term due to elastic and nonelastic scattering can be determined by measuring the decay constant as a function of assembly size. A theoretical development is presented for calculating the fraction that the elastic scattering contributes to the removal term, hence the non-elastic cross-section can be determined. The theoretical treatment for calculating the elastic contribution has been verified experimentally. The non-elastic cross-section for iron has been measured by this technique for primary neutron energies between 0.8 and 1.5 MeV. The pulsed source technique described above has been used to measure decay constants for lead slabs. The experiment approximates the assumptions which are generally made when solving the time-dependent Boltzmann transport equation (i.e. one-dimension, one-velocity). Decay constants have been measured for 28 in x 32 in lead slabs of 2, 4, 6 and 8-in thickness. The results, after being corrected for energy degradation and finite assembly, are compared with the approximate solutions of the Boltzmann transport equation. (author) [French] Les auteurs ont utilise un accelerateur Van de Graaff a impulsions de l'ordre de la nanoseconde pour etudier le comportement de neutrons rapides dans des assemblages metalliques non multiplicateurs. Ils ont mesure les sections efficaces non elastiques du fer pour les neutrons rapides. La methode employee est semblable a celle qu'on utilise pour mesurer les sections efficaces d'absorption dans des assemblages a neutrons thermiques, avec cette difference que les temps de decroissance pour les neutrons rapides sont de l'ordre de la nanoseconde et non de la microseconde. Des bouffees de neutrons monoenergetiques d'une nanoseconde sont introduites dans des assemblages en fer de dimensions diverses. On remarque que dans ces assemblages le flux de neutrons decroit exponentiellement avec une constante de decroissance caracteristique. La constante de decroissance est composee d'une somme de termes qui representent la perte de neutrons due aux fuites et a la degradation en energie. La degradation en energie represente une perte de neutrons, car un detecteur de neutrons dont les donnees sont entachees d'une erreur systematique est utilise. On peut determiner le terme correspondant a la diffusion elastique et inelastique en mesurant la constante de decroissance consideree comme une fonction des dimensions de l'assemblage. Suit un developpement theorique pour le calcul de la fraction de ce terme qui est due a la diffusion elastique et, par consequent, pour la determination de la section efficace non elastique. Le procede theorique de calcul de cette fraction a fait l'objet de verifications experimentales. Les auteurs ont mesure la section efficace non elastique du fer par cette methode pour des energies de neutrons primaires comprises entre 0,8 et 1,5 MeV. La methode de la source puisee decrite ci-dessus a ete utilisee pour mesurer des constantes de decroissance pour des plaques de plomb. Les conditions de l'experience sont approximativement conformes aux hypotheses generalement admises lorsqu'on resout l'equation de transport de Boltzmann qui est fonction du temps (c'est-a-dire une dimension, une vitesse). Les constantes de decroissance ont ete mesurees pour des plaques de plomb de 70 cm x 80 cm et de 5, 10, 15 et 20 cm d'epaisseur. Apres correction pour tenir compte de la degradation en energie et des dimensions finies de l'assemblage, les resultats sont compares aux solutions approchees de l'equation de transport de Boltzmann. (author) [Spanish] Los autores han empleado un acelerador Van de Graafi, que emitia rafagas de neutrones pulsados del orden del nanosegundo, para estudiar el comportamiento de los neutrones rapidos en conjuntos de metales no multiplicadores. Emplearon esta tecnica de la fuente de neutrones pulsados a fin de medir las secciones eficaces de dispersion inelastica de los neutrones rapidos en el Fe. El metodo empleado es analogo al utilizado para medir las secciones eficaces de absorcion en conjuntos termicos, salvo el hecho de que los tiempos de decrecimiento de los neutrones rapidos son del orden del nanosegundo mas bien que del microsegundo. En estos experimentos, se inyectaron rafagas de neutrones monoenergeticos, del orden del nanosegundo, en conjuntos de Fe de diversas dimensiones. Se observo que, en esos conjuntos, el flujo neutronico decrece exponencialmente con una constante caracteristica. Esta constante de decrecimiento esta constituida por una suma de terminos que representan la perdida de neutrones debidos al escape y a la degradacion energetica. Esta ultima representa una perdida de neutrones toda vez que se emplea un detector neutronico polarizado. El termino de eliminacion correspondiente a la dispersion elastica e inelastica puede determinarse midiendo la constante de decrecimiento en funcion de las dimensiones del conjunto de que se trate. Los autores exponen un procedimiento teorico que permite calcular la medida en que la dispersion elastica contribuye al termino de eliminacion, con lo que puede calcularse subsiguientemente la seccion eficaz de dispersion inelastica. El procedimiento teorico se ha comprobado experimentalmente para calcular la contribucion de la dispersion elastica. Empleando esta tecnica, se ha medido la seccion eficaz de dispersion inelastica correspondiente al Fe, para energias de los neutrones primarios comprendidas entre 0,8-y 1,5 MeV. Esta tecnica de empleo de una fuente de neutrones pulsados se ha utilizado tambien para medir las constantes de decrecimiento en placas de Pb. Las condiciones de experimentacion se aproximan a los supuestos que suelen formularse cuando se resuelve la ecuacion de transporte de Boltzmann en funcion del tiempo (es decir, una sola dimension y una sola velocidad). Los autores han medido las constantes de decrecimiento en placas de plomo de 71 x 81 cm. con espesores de 5, 10, 15 y 20 cm, y comparan los resultados alcanzados, una vez corregidos para tener en cuenta la degradacion energetica y el conjunto finito,con las soluciones aproximadas de la ecuacion de transporte de Boltzmann. (author) [Russian] Uskoritel' Van-de-Graafa s nanosekundnymi impul'sami ispol'zovali dlja izuchenija povedenija bystryh nejtronov v nerazmnozhajushhih metallicheskih sborkah. Dlja izmerenija sechenij neuprugogo rassejanija zheleza na bystryh nejtronah primenili metod impul'snogo istochnika nejtronov, analogichnyj metodu, primenjaemomu dlja izmerenija sechenij pogloshhenija v teplovyh sborkah, za iskljucheniem togo, chto vremja bystrogo spada izmerjaetsja nano-, a ne mikrosekundami. Nanosekundnye impul'sy monojenergeticheskih nejtronov inzhektirujutsja v zheleznye sborki razlichnyh razmerov. Otmecheno, chto potok nejtronov v jetih sborkah spadaet jeksponencial'no s harakteristicheskoj postojannoj spada. Postojannaja spada sostoit iz summy chlenov, kotorye predstavljajut soboj poterju nejtronov vsledstvie utechki i poteri jenergii, poterja jenergii predstavljaet so''oj poterju nejtronov, poskol'ku ispol'zuetsja porogovyj nejtronnyj detektor. Chlen utechki za schet uprugogo i neuprugogo rassejanija mozhno opredelit' putem izmerenija postojannoj spada v zavisimosti ot razmera sborki. Predstavlen teoreticheskij vyvod dlja rascheta doli uprugogo rassejanija v chlene utechki i, sledovatel'no, mozhno opredelit' sechenie neuprugogo rassejanija. Teoreticheskaja traktovka dlja rascheta vklada uprugogo rassejanija proverena jeksperimental'nym putem. Sechenie neuprugogo rassejanija zheleza izmereno s pomoshh'ju jetogo metoda dlja pervichnoj jenergii nejtronov v diapazone 0,8 -1,5 Mjev. Vysheopisannyj metod impul'snogo istochnika nejtronov byl ispol'zovan dlja. izmere nija postojannoj spada v otnoshenii svincovyh plastin. Jeksperimental'nye dannye primerno soglasujutsja s predpolozhenijami, kotorye obychno delajut pri reshenii bol'cmanovskogo uravnenija perenosa s vremennoj zavisimost'ju (t.e. odnomernoe, odnoskorostnoe). Postojannye spada izmereny dlja svincovyh plastin razmerom 28x32 djujma i tolshhinoj 2; 4; b i 8 djujmov. Posle vnesenija popravki na poterju jenergii i konechnye razmery sborki rezul'taty sravnivajutsja s priblizitel'nymi reshenijami bol'cmanovskogo uravnenija perenosa. (author)}
place = {IAEA}
year = {1965}
month = {Oct}
}
title = {The Pulsed Neutron Technique Applied to Fast Non-Multiplying Assemblies; Application de la Methode des Neutrons Pulses aux Assemblages Non Multiplicateurs a Neutrons Rapides; Primenenie metoda impul'snykh nejtronov pri izuchenii povedeniya bystrykh nejtronov v nerazmnozhayushchikh sborkakh; Aplicacion de la Tecnica de los Neutrones Pulsados a Conjuntos Rapidos de Materiales No Multiplicadores}
author = {Beghian, L. E., and Wilensky, S.}
abstractNote = {A nanosecond pulsed Van de Graaff accelerator has been used to study the behaviour of fast neutrons in non-multiplying metal assemblies. A pulsed neutron source technique has been utilized to measure fast non-elastic cross-sections for iron. The method employed is similar to that used to measure absorption cross-sections in thermal assemblies, with the exception that the fast decay times are of the order of nanoseconds rather than microseconds. Nanosecond bursts of monoenergetic neutrons are injected into various size iron assemblies. The neutron flux in these assemblies is observed to decay exponentially with a characteristic decay constant. The decay constant is composed of a sum of terms which represent neutron loss due to leakage and energy degradation. Energy degradation represents a neutron loss since a biased neutron detector is used. The removal term due to elastic and nonelastic scattering can be determined by measuring the decay constant as a function of assembly size. A theoretical development is presented for calculating the fraction that the elastic scattering contributes to the removal term, hence the non-elastic cross-section can be determined. The theoretical treatment for calculating the elastic contribution has been verified experimentally. The non-elastic cross-section for iron has been measured by this technique for primary neutron energies between 0.8 and 1.5 MeV. The pulsed source technique described above has been used to measure decay constants for lead slabs. The experiment approximates the assumptions which are generally made when solving the time-dependent Boltzmann transport equation (i.e. one-dimension, one-velocity). Decay constants have been measured for 28 in x 32 in lead slabs of 2, 4, 6 and 8-in thickness. The results, after being corrected for energy degradation and finite assembly, are compared with the approximate solutions of the Boltzmann transport equation. (author) [French] Les auteurs ont utilise un accelerateur Van de Graaff a impulsions de l'ordre de la nanoseconde pour etudier le comportement de neutrons rapides dans des assemblages metalliques non multiplicateurs. Ils ont mesure les sections efficaces non elastiques du fer pour les neutrons rapides. La methode employee est semblable a celle qu'on utilise pour mesurer les sections efficaces d'absorption dans des assemblages a neutrons thermiques, avec cette difference que les temps de decroissance pour les neutrons rapides sont de l'ordre de la nanoseconde et non de la microseconde. Des bouffees de neutrons monoenergetiques d'une nanoseconde sont introduites dans des assemblages en fer de dimensions diverses. On remarque que dans ces assemblages le flux de neutrons decroit exponentiellement avec une constante de decroissance caracteristique. La constante de decroissance est composee d'une somme de termes qui representent la perte de neutrons due aux fuites et a la degradation en energie. La degradation en energie represente une perte de neutrons, car un detecteur de neutrons dont les donnees sont entachees d'une erreur systematique est utilise. On peut determiner le terme correspondant a la diffusion elastique et inelastique en mesurant la constante de decroissance consideree comme une fonction des dimensions de l'assemblage. Suit un developpement theorique pour le calcul de la fraction de ce terme qui est due a la diffusion elastique et, par consequent, pour la determination de la section efficace non elastique. Le procede theorique de calcul de cette fraction a fait l'objet de verifications experimentales. Les auteurs ont mesure la section efficace non elastique du fer par cette methode pour des energies de neutrons primaires comprises entre 0,8 et 1,5 MeV. La methode de la source puisee decrite ci-dessus a ete utilisee pour mesurer des constantes de decroissance pour des plaques de plomb. Les conditions de l'experience sont approximativement conformes aux hypotheses generalement admises lorsqu'on resout l'equation de transport de Boltzmann qui est fonction du temps (c'est-a-dire une dimension, une vitesse). Les constantes de decroissance ont ete mesurees pour des plaques de plomb de 70 cm x 80 cm et de 5, 10, 15 et 20 cm d'epaisseur. Apres correction pour tenir compte de la degradation en energie et des dimensions finies de l'assemblage, les resultats sont compares aux solutions approchees de l'equation de transport de Boltzmann. (author) [Spanish] Los autores han empleado un acelerador Van de Graafi, que emitia rafagas de neutrones pulsados del orden del nanosegundo, para estudiar el comportamiento de los neutrones rapidos en conjuntos de metales no multiplicadores. Emplearon esta tecnica de la fuente de neutrones pulsados a fin de medir las secciones eficaces de dispersion inelastica de los neutrones rapidos en el Fe. El metodo empleado es analogo al utilizado para medir las secciones eficaces de absorcion en conjuntos termicos, salvo el hecho de que los tiempos de decrecimiento de los neutrones rapidos son del orden del nanosegundo mas bien que del microsegundo. En estos experimentos, se inyectaron rafagas de neutrones monoenergeticos, del orden del nanosegundo, en conjuntos de Fe de diversas dimensiones. Se observo que, en esos conjuntos, el flujo neutronico decrece exponencialmente con una constante caracteristica. Esta constante de decrecimiento esta constituida por una suma de terminos que representan la perdida de neutrones debidos al escape y a la degradacion energetica. Esta ultima representa una perdida de neutrones toda vez que se emplea un detector neutronico polarizado. El termino de eliminacion correspondiente a la dispersion elastica e inelastica puede determinarse midiendo la constante de decrecimiento en funcion de las dimensiones del conjunto de que se trate. Los autores exponen un procedimiento teorico que permite calcular la medida en que la dispersion elastica contribuye al termino de eliminacion, con lo que puede calcularse subsiguientemente la seccion eficaz de dispersion inelastica. El procedimiento teorico se ha comprobado experimentalmente para calcular la contribucion de la dispersion elastica. Empleando esta tecnica, se ha medido la seccion eficaz de dispersion inelastica correspondiente al Fe, para energias de los neutrones primarios comprendidas entre 0,8-y 1,5 MeV. Esta tecnica de empleo de una fuente de neutrones pulsados se ha utilizado tambien para medir las constantes de decrecimiento en placas de Pb. Las condiciones de experimentacion se aproximan a los supuestos que suelen formularse cuando se resuelve la ecuacion de transporte de Boltzmann en funcion del tiempo (es decir, una sola dimension y una sola velocidad). Los autores han medido las constantes de decrecimiento en placas de plomo de 71 x 81 cm. con espesores de 5, 10, 15 y 20 cm, y comparan los resultados alcanzados, una vez corregidos para tener en cuenta la degradacion energetica y el conjunto finito,con las soluciones aproximadas de la ecuacion de transporte de Boltzmann. (author) [Russian] Uskoritel' Van-de-Graafa s nanosekundnymi impul'sami ispol'zovali dlja izuchenija povedenija bystryh nejtronov v nerazmnozhajushhih metallicheskih sborkah. Dlja izmerenija sechenij neuprugogo rassejanija zheleza na bystryh nejtronah primenili metod impul'snogo istochnika nejtronov, analogichnyj metodu, primenjaemomu dlja izmerenija sechenij pogloshhenija v teplovyh sborkah, za iskljucheniem togo, chto vremja bystrogo spada izmerjaetsja nano-, a ne mikrosekundami. Nanosekundnye impul'sy monojenergeticheskih nejtronov inzhektirujutsja v zheleznye sborki razlichnyh razmerov. Otmecheno, chto potok nejtronov v jetih sborkah spadaet jeksponencial'no s harakteristicheskoj postojannoj spada. Postojannaja spada sostoit iz summy chlenov, kotorye predstavljajut soboj poterju nejtronov vsledstvie utechki i poteri jenergii, poterja jenergii predstavljaet so''oj poterju nejtronov, poskol'ku ispol'zuetsja porogovyj nejtronnyj detektor. Chlen utechki za schet uprugogo i neuprugogo rassejanija mozhno opredelit' putem izmerenija postojannoj spada v zavisimosti ot razmera sborki. Predstavlen teoreticheskij vyvod dlja rascheta doli uprugogo rassejanija v chlene utechki i, sledovatel'no, mozhno opredelit' sechenie neuprugogo rassejanija. Teoreticheskaja traktovka dlja rascheta vklada uprugogo rassejanija proverena jeksperimental'nym putem. Sechenie neuprugogo rassejanija zheleza izmereno s pomoshh'ju jetogo metoda dlja pervichnoj jenergii nejtronov v diapazone 0,8 -1,5 Mjev. Vysheopisannyj metod impul'snogo istochnika nejtronov byl ispol'zovan dlja. izmere nija postojannoj spada v otnoshenii svincovyh plastin. Jeksperimental'nye dannye primerno soglasujutsja s predpolozhenijami, kotorye obychno delajut pri reshenii bol'cmanovskogo uravnenija perenosa s vremennoj zavisimost'ju (t.e. odnomernoe, odnoskorostnoe). Postojannye spada izmereny dlja svincovyh plastin razmerom 28x32 djujma i tolshhinoj 2; 4; b i 8 djujmov. Posle vnesenija popravki na poterju jenergii i konechnye razmery sborki rezul'taty sravnivajutsja s priblizitel'nymi reshenijami bol'cmanovskogo uravnenija perenosa. (author)}
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year = {1965}
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